擬南芥硼高效QTL AtBE1-2的定位和基因表達(dá)譜分析.pdf

1、硼是高等植物的必需礦質(zhì)營養(yǎng)元素,然而,不同植物或同一植物的不同基因型對(duì)低硼脅迫的反應(yīng)存在顯著的差異,開展硼營養(yǎng)高效的生理和遺傳機(jī)制研究將有助于硼高效機(jī)理的認(rèn)識(shí),以及作物硼營養(yǎng)性狀的遺傳改良。本文在對(duì)含97個(gè)株系的擬南芥重組自交系群體的硼效率系數(shù)進(jìn)行初步定位的基礎(chǔ)上,針對(duì)硼高效QTLAtBE1-2位點(diǎn)開展硼高效的生理基礎(chǔ),QTL精細(xì)定位及其低硼脅迫下的基因表達(dá)等方面的研究,主要獲得了以下主要結(jié)果:
　　 1.硼高效QTL的定位

2、r>　　 1.1對(duì)擬南芥重組自交系群體硼效率的表型數(shù)據(jù)和分子標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化處理后,用不同的QTL分析軟件對(duì)同一套數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,確保QTL定位結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)重組自交系群體的3個(gè)性狀(低硼條件下籽粒產(chǎn)量-SYLB,正常硼條件下籽粒產(chǎn)量-SYHB和硼效率系數(shù)硼-BEC)進(jìn)行相關(guān)性分析、QTL定位、上位性分析以及條件QTL分析后,發(fā)現(xiàn)SYLB和BEC之間存在緊密的遺傳連鎖關(guān)系,SYHB則相對(duì)獨(dú)立。
　　 1.2根據(jù)初步定位的4

3、個(gè)硼高效QTL位點(diǎn),對(duì)重組自交系群體各株系的遺傳背景和硼效率系數(shù)進(jìn)行選擇,獲得在QTL,AtBE1-2區(qū)域內(nèi)標(biāo)記的基因型存在差異,其它3個(gè)QTLs區(qū)域內(nèi)標(biāo)記的基因型相同,同時(shí)硼效率顯著差異的兩個(gè)株系:硼高效株系1938和硼低效株系1961。利用1961和1938這2個(gè)株系作為親本構(gòu)建F2分離群體,在目標(biāo)QTLAtBE1-2位點(diǎn)檢測到控制低硼條件下籽粒產(chǎn)量的一個(gè)QTL,從而證實(shí)硼高效QTLAtBE1-2位點(diǎn)的可靠性。
　　 1.3

4、用目標(biāo)QTL AtBE1-2峰值附近的兩個(gè)SSLP標(biāo)記ATPASE和nga692在1200個(gè)F2單株中篩選出54個(gè)重組單株,對(duì)其中的26個(gè)不同類型重組單株的F2:3家系的SYLB,SYHB,BEC進(jìn)行考察,結(jié)果顯示,目標(biāo)QTL AtBE1-2顯著影響重組單株的F2:3家系的BEC,進(jìn)一步證實(shí)了該QTL的表型效應(yīng)。
　　 2.目標(biāo)QTL AtBE1-2的生理功能
　　 比較重組自交系群體的親本(Ler和Col-4)和F2分

5、離群體的親本(1938和1961)在5個(gè)低硼脅迫濃度和3個(gè)生長發(fā)育時(shí)期不同組織部位的硼濃度,硼累積量等性狀的差異,及其與硼高效QTLs關(guān)系,推測目標(biāo)QTL AtBE1-2的主要功能是促進(jìn)硼的高效利用。
　　 3.硼高效候選基因的確定
　　 分析1938與Col-4在長期和短期低硼脅迫處理下的基因表達(dá)譜,并結(jié)合差異表達(dá)基因在染色體上的位置,發(fā)現(xiàn)36個(gè)基因在基因型之間和受低硼誘導(dǎo)顯著差異表達(dá),且位于目標(biāo)QTL區(qū)域內(nèi)。其中16