整合水稻形態(tài)、生理及數(shù)量遺傳因子的功能與結(jié)構模型構建.pdf

1、目前水稻產(chǎn)量相關性狀的數(shù)量性狀基因座(QTL)研究已經(jīng)在迅猛發(fā)展,而利用遺傳信息的作物模型確實最近才被提出來。本研究提出了一個三維的水稻功能與結(jié)構模型(FSPM)。它整合了形態(tài)(植物的結(jié)構,包括靜態(tài)和動態(tài)),重要的生理過程(功能),以及株高的數(shù)量遺傳信息。該模型是在一個基于RelationalOrowth Grammar(RGG)文法以及拓展L-system(XL)建模語言的交互建模平臺GroIMP里構建的,并兼容Java編程語言。

2、r>　　 本文總共分為六章。
　　 第一章是總體前言,包括了作物模型及FSPM方法的基本背景,文獻綜述(包括水稻Oryza sativa L的數(shù)量遺傳學研究,植物模型的一般用法,和具體介紹的植物功能與結(jié)構建模,簡略描述的XL語言及GroIMP等)和最終的挑戰(zhàn)及初步結(jié)論。
　　 第二章介紹了一個基本的水稻表現(xiàn)型模型。它用FSPM(Functional-structuralplant modeling),基于圖形的RGG文

3、法以及OrolMP來構建執(zhí)行,并模擬生長,形態(tài)及生理過程。其中包含了形態(tài)形成規(guī)則(器官形成,生長及發(fā)育)以及一些生理功能(光合作用,源庫關系,光模型等)。另外也對一些包含最終形態(tài)及光合作用模型表現(xiàn)的模擬結(jié)果進行了展示和討論。
　　 第三章展示了一個拓展的水稻模型,其中包含了生理過程,形態(tài)形成及數(shù)量遺傳學信息。在模型中,一些生長函數(shù)的參數(shù)由描述QTL主效應及互作效應的遺傳模型來控制。模擬出來的水稻植株的表現(xiàn)型與QTL基因型是由水稻

4、FSPM及QTLNetwork間一個數(shù)據(jù)界面及遺傳模型連接起來的。QTLNetwork利用連鎖圖譜及性狀數(shù)據(jù)來計算出QTL信息。在運用株高及籽粒產(chǎn)量作為形狀的例子中,展現(xiàn)了給定形狀的QTL信息是如何才能運用到植物模型中并且模擬出作圖群體中不同株系的表現(xiàn)型的。另外,還示范了特定形狀的更改通過生理過程在整個植株表現(xiàn)型上的反饋。
　　 第四章闡述了植物生理生態(tài)模型與QTL的整合方法,以及為包括基因型的個體的繁殖所做的更改。另外還展示了

5、一個用于虛擬雨中研究的水稻模型“RiceBreeder”。作為水稻基因型.表現(xiàn)型模型的一個應用及確認,這個水稻模型還被用于可視化作圖群體中的超級基因型株系和父母本株系,并展現(xiàn)不同的生長動態(tài)。另外還比較了通過模擬出的表現(xiàn)型數(shù)據(jù)的QTL定位結(jié)果與初始真值之間的差異。
　　 第五章是前述各個章節(jié)的概要討論。本研究構建了一個包含部分生理過程,形態(tài)因素及產(chǎn)量相關形狀的數(shù)量遺傳學信息的水稻功能與結(jié)構模型,并能夠用以模擬器官形成,形態(tài)形成以及