水稻核心種質(zhì)糖分含量全基因組關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、光合作用合成的同化物是植株生長發(fā)育器官組成物質(zhì)的直接來源，而產(chǎn)量的形成是同化物生產(chǎn)積累的最終結(jié)果。非結(jié)構(gòu)碳水化合物(NSC)是光合產(chǎn)物的重要組成部分，而其中的葡萄糖，果糖，蔗糖，淀粉等都是參與植株生理代謝的重要組成物質(zhì)。抽穗前莖鞘中積累較多的NSC且在后期能被高效率地轉(zhuǎn)運(yùn)到籽粒中去是水稻增產(chǎn)的關(guān)鍵。為了進(jìn)一步了解非結(jié)構(gòu)碳水化合物在水稻體內(nèi)的含量差異以及與產(chǎn)量形成的關(guān)系，本研究對(duì)529份核心種質(zhì)中相關(guān)糖分含量及產(chǎn)量性狀進(jìn)行了考察，并通過G

2、WAS分析挖掘相關(guān)候選基因。結(jié)果如下:
　　1.對(duì)529份核心種質(zhì)糖分相關(guān)性狀進(jìn)行了相關(guān)性分析。其中，一半以上的表型之間存在一定的相關(guān)性，并均達(dá)到顯著性水平(P＜0.05)或極顯著水平(P＜0.01)。抽穗期葉片中淀粉含量和莖中淀粉含量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.713，葉片中果糖含量和鞘中果糖含量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.635，葉片中果糖含量和鞘中果糖含量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.703，莖中葡萄糖，蔗糖和果糖含量的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.5以上。除此以外，

3、還有部分表型數(shù)據(jù)間還呈現(xiàn)出一些負(fù)相關(guān)關(guān)系，主要表現(xiàn)在淀粉含量與其他糖分之間。成熟期劍葉葡萄糖和可溶性糖含量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.814，鞘中葡萄糖和可溶性糖含量的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.567，莖中蔗糖和可溶性糖含量的相關(guān)系數(shù)也達(dá)到了0.593。而且成熟期莖中葡萄糖，蔗糖和果糖含量的相關(guān)系數(shù)也均達(dá)到0.5以上，這種表現(xiàn)與抽穗期莖中一致。
　　2.對(duì)核心種質(zhì)糖分含量和產(chǎn)量數(shù)據(jù)在亞群間差異顯著性進(jìn)行分析。其中，抽穗期同一亞群內(nèi)同一糖分含量差別較大

4、，但都呈現(xiàn)為:劍葉中含量＜劍葉鞘中含量＜劍葉莖中含量。而同一亞群內(nèi)同一組織不同糖分呈現(xiàn)出不同差異。而淀粉作為一種儲(chǔ)藏型碳水化合物，在作為短期庫的莖鞘中含量明顯高于功能葉片。而在幾種亞型間進(jìn)行比較，劍葉莖中可溶性糖含量秈稻亞型明顯高于粳稻亞型，而其中葡萄糖和果糖含量差別不大，其差異主要集中于蔗糖含量。
　　3.對(duì)GWAS檢測(cè)的核心種質(zhì)糖分?jǐn)?shù)據(jù)和產(chǎn)量的顯著性位點(diǎn)進(jìn)行分析。將抽穗期和成熟期各糖分?jǐn)?shù)據(jù)以及產(chǎn)量數(shù)據(jù)結(jié)合核心種質(zhì)測(cè)序數(shù)據(jù)和亞群

5、特征進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析，獲取了大量的顯著性位點(diǎn)。其中，抽穗期淀粉含量相關(guān)的顯著性位點(diǎn)在3號(hào)染色體，物理位置為27745185bp，解釋表型變異率為25.48％，最小等位基因頻率為0.395，這與水稻SUS1基因的物理位置(27926794bp)非常接近。而SUS1基因所表達(dá)的蔗糖合成酶對(duì)于水稻光合同化物的轉(zhuǎn)運(yùn)儲(chǔ)存的生理過程具有重要意義。
　　4.蔗糖合成酶SUS1多樣性分析。該基因含有6種單倍型，Hap1、Hap3和Hap6中S

6、NP位點(diǎn)大致相同，Hap2、Hap5含有相似的SNP位點(diǎn)。在單倍型效應(yīng)分析中，在秈粳亞群之間，劍葉和鞘抽穗期蔗糖含量的差異水平均達(dá)到顯著水平，劍葉成熟期和劍葉節(jié)間抽穗期蔗糖含量的差異水平均達(dá)到極顯著水平。TeJ亞群中，劍葉鞘成熟期Hap3和Hap4之間的差異達(dá)到顯著水平，劍葉節(jié)間抽穗期Hap2和Hap4之間的差異達(dá)到顯著水平。Hap1與其他單倍型間存在的2365bp(外顯子)處的T/C點(diǎn)突變顯得尤其有意義，具體有待于后期的功能驗(yàn)證。依據(jù)