1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
如今的水稻生产中,因一味追求水稻高产而过量施用氮肥,导致大量的氮肥流失,也导致了环境污染。因此找到氮高效品种与克隆控制氮素利用效率的基因是今后研究工作中亟需解决的问题。在水稻(OryzasativaL.)研究中氮素利用效率是一个复杂的、受多基因和环境共同控制的性状。
近年来,随着氮素利用效率不断受到重视,人们为了探究其整个调控网络,对控制其基因的定位工作渐渐开始丰富起来。Shan等[27]利用重组自交系(RIL)以生物产量为氮素利用效率指标进行了QTL定位工作,检测到了1个位于第六号染色体上的显著位点,以植株氮含量和氮积累为指标检测到了11个显著关联位点,分别位于第1、2、4和6号染色体上。Tong等[28]利用染色体片段置换系(CSSL),在两个不同氮素浓度下,以株高、每株穗数、叶绿素含量、根干重和单株产量为定位性状,在普通N浓度下每个性状各发现3个QTLs;而在低氮素条件下,分别发现5、4、5和2个QTLs对应株高、每株穗数、叶绿素含量和根干重。Cho等[29]通过对一RIL群体在两个不同氮素水平下,以水稻籽粒氮浓度、茎秆氮浓度、根中氮含量、收获指数、籽粒产量和稻草产量为指标的氮素利用效率进行QTL定位,定位到20个显著的QTLs和58个上位性位点。Wang等[30]利用以93-11为背景插入日本晴片段的CSSL群体,一共检测到38个QTLs和在两个不同氮素处理下有效穗数、籽粒产量相关联。Lian等[31]通过以普通氮素水平与低氮素水平下各表型值的比值为指标进行了氮素利用效率的QTL定位,检测到了一些QTLs与之相关联。
提高水稻的氮素利用效率,发掘氮高效种质资源是解决现阶段氮肥利用效率不高的重要手段之一。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标
研究氮胁迫条件下水稻氮素利用效率的遗传机理,结合传统遗传育种以及现代分子辅助育种手段可达到改良水稻的氮素利用效率的目的。
研究内容
3. 研究的方法与方案
研究方法
在本实验中,利用157个SSR标记和11个SNP标记对184份来源地分布广泛的水稻地方品种进行基因型扫描,分析该自然群体的遗传多样性、遗传结构,通过对184份品种氮素利用效率相关性状的调查,采用关联分析中的GLM与MLM模型对标记与性状的关联性进行分析.
可行性分析
4. 研究创新点
本文采用了GLM与MLM算法相结合的关联分析方法,并且结合了对候选区域的SNP标记加密工作,通过对着两种方法的结合,能够快速而准确的定位到控制研究性状的基因。
5. 研究计划与进展
现已完成全部田间性状调查,分子数据获取,群体结构分析与相关性状的关联分析等工作。
预计
2014.03-2014.04:筛选多态性标记。
