水稻核心種質(zhì)糖分含量全基因組關聯(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)積累的最終結果。非結構碳水化合物(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運到籽粒中去是水稻增產(chǎn)的關鍵。為了進一步了解非結構碳水化合物在水稻體內(nèi)的含量差異以及與產(chǎn)量形成的關系，本研究對529份核心種質(zhì)中相關糖分含量及產(chǎn)量性狀進行了考察，并通過G

2、WAS分析挖掘相關候選基因。結果如下:
　　1.對529份核心種質(zhì)糖分相關性狀進行了相關性分析。其中，一半以上的表型之間存在一定的相關性，并均達到顯著性水平(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系數(shù)達到0.713，葉片中果糖含量和鞘中果糖含量的相關系數(shù)達到0.635，葉片中果糖含量和鞘中果糖含量的相關系數(shù)達到0.703，莖中葡萄糖，蔗糖和果糖含量的相關系數(shù)均達到0.5以上。除此以外，

3、還有部分表型數(shù)據(jù)間還呈現(xiàn)出一些負相關關系，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系數(shù)達到0.814，鞘中葡萄糖和可溶性糖含量的相關系數(shù)達到0.567，莖中蔗糖和可溶性糖含量的相關系數(shù)也達到了0.593。而且成熟期莖中葡萄糖，蔗糖和果糖含量的相關系數(shù)也均達到0.5以上，這種表現(xiàn)與抽穗期莖中一致。
　　2.對核心種質(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GWAS檢測的核心種質(zhì)糖分數(shù)據(jù)和產(chǎn)量的顯著性位點進行分析。將抽穗期和成熟期各糖分數(shù)據(jù)以及產(chǎn)量數(shù)據(jù)結合核心種質(zhì)測序數(shù)據(jù)和亞群

5、特征進行全基因組關聯(lián)分析，獲取了大量的顯著性位點。其中，抽穗期淀粉含量相關的顯著性位點在3號染色體，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基因所表達的蔗糖合成酶對于水稻光合同化物的轉運儲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位點大致相同，Hap2、Hap5含有相似的SNP位點。在單倍型效應分析中，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之間的差異達到顯著水平，劍葉節(jié)間抽穗期Hap2和Hap4之間的差異達到顯著水平。Hap1與其他單倍型間存在的2365bp(外顯子)處的T/C點突變顯得尤其有意義，具體有待于后期的功能驗證。依據(jù)