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水稻耐低氮性全基因组关联分析和单倍型分析新突破
目录
一、文档概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.1.1水稻作为基础粮食作物的地位．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.1.2氮素利用效率与环境压力的挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
1.2国内外研究概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
1.2.1耐低氮性状的遗传基础初探．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
1.2.2基因组关联分析在植物研究中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
1.3本研究的目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
二、研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2.1实验材料与群体构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2.1.1样本采集与多样性来源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
2.1.2表型评价体系建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
2.2分子标记开发与基因型鉴定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
2.2.1高通量测序技术平台．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
2.2.2荧光标记基因检测方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
2.3耐低氮性关联分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
2.3.1基于混合线性模型的效应分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
2.3.2聚合遗传结构解析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
2.4单倍型构建与连锁不平衡分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
2.4.1单倍型图谱绘制方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
2.4.2标记基因关系的定位与推断．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
三、结果与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
3.1耐低氮表型变异分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
3.1.1低氮环境下关键农艺性状变化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
3.1.2不同遗传背景的差异表现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
3.2全基因组关联分析主要发现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
3.2.1显著关联QTL定位结果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
3.2.2关联SNP位点的功能注释与通路富集．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
3.3单倍型分析新进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58
3.3.1主要单倍型结构与频率分布．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60
3.3.2耐低氮相关单倍型的遗传优势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
3.3.3联合分析指示的关键区域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
3.4结果讨论与机制假说．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69
3.4.1关联位点与已知耐氮机制的关联．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
3.4.2耐低氮性的遗传复杂性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73
3.5研究的创新点与启示．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
3.5.1对水稻氮高效遗传育种的指导价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76
3.5.2未来研究方向展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78
四、结论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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