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从实验室表型预测田间表型:旱作直播籼型稻早苗活力的优良单倍型鉴定

从实验室表型预测田间表型:旱作直播籼型稻早苗活力的优良单倍型鉴定

  • 分类:植物表型资讯
  • 作者:PhenoTrait
  • 来源:本站
  • 发布时间:2021-12-09 06:10
  • 访问量:

【概要描述】中胚轴长度在实验室条件下和田间不同种植深度的出苗率之间皮尔逊相关系数在0.5左右;GWAS分析表明,在室内和田间4cm、8cm和10cm种植深度下测得的中胚轴长度、出苗率和地上部干重的主效QTL位于7号染色体短臂上,表明该区域籼型亚群的单倍型可以用来预测3K-RG种质的幼苗活力,所选材料可作为基因组学辅助育种的潜在供体。

从实验室表型预测田间表型:旱作直播籼型稻早苗活力的优良单倍型鉴定

【概要描述】中胚轴长度在实验室条件下和田间不同种植深度的出苗率之间皮尔逊相关系数在0.5左右;GWAS分析表明,在室内和田间4cm、8cm和10cm种植深度下测得的中胚轴长度、出苗率和地上部干重的主效QTL位于7号染色体短臂上,表明该区域籼型亚群的单倍型可以用来预测3K-RG种质的幼苗活力,所选材料可作为基因组学辅助育种的潜在供体。

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  随着水稻栽培方式从插秧向直播的转变,秧苗活力受到越来越多农业工作者的关注。根据此前报道,中胚轴长度是深播的一个重要性状。为了了解旱作直播条件下秧苗活力的遗传控制,本文分别对实验室条件下和田间3个种植深度的3000个水稻基因组(3K-RG)群体的684份材料进行了多个性状鉴定。数据表明,在实验室条件下,中胚轴长度可以很好地预测田间表现。中胚轴长度在实验室条件下和田间不同种植深度的出苗率之间皮尔逊相关系数在0.5左右;GWAS分析表明,在室内和田间4cm、8cm和10cm种植深度下测得的中胚轴长度、出苗率和地上部干重的主效QTL位于7号染色体短臂上,表明该区域籼型亚群的单倍型可以用来预测3K-RG种质的幼苗活力,所选材料可作为基因组学辅助育种的潜在供体。

 

  图1. 实验室条件下幼苗生长形态表型分析。(A) 684份材料的系统发育邻接树图表明在亚群水平及不同材料之间的亲缘关系。(B)冷胶板上生长5天的水稻幼苗代表图。Bar = 1cm (C)小提琴图显示实验室测量的性状范围。芽长(SL),第一叶长(LL),胚芽鞘长(CL),中胚轴长度(ML)、根长度(RL)和根表面积(RS)。(D)性状间的皮尔逊相关性(采用随机平均数)

 

  图2. 曼哈顿图和Q-Q图显示,旱作直播水稻部分性状候选区间定位图。(A)、(B)和(C)分别表示实验室及田间三个土壤深度(4cm、8cm、10cm)的中胚轴长度(ML)、出苗率(SE)幼苗干重(SW)。

 

  图3. 实验室和田间环境下中胚轴长度的单倍型分析。(A)维恩图分析确定实验室及田间土壤深度4厘米、8厘米和10厘米四个数据集所有中胚轴长度的共同性状关联标记。(B)对logP>6的16组核心SNP的单倍型分析。(C)每个单倍型籼稻亚组的中胚轴长度在实验室及田间三个土壤深度(4cm、8cm、10cm)的4个数据集上的变化。(D)在实验室及田间三个土壤深度(4cm、8cm、10cm)的每种单倍型出苗变异率占籼稻亚组百分比。HAP0指缺少HAP1、HAP2或HAP3。*p <0.05

 

  图4.染色体图显示与水稻幼苗农艺性状关联的标记在染色体上的位置。中胚轴长度(ML)、开花时间(FT)、出苗率(SE)、籽粒产量(GY)、节根(NR)、株高(PH)、30天后根干重(RW)、30天后芽干重(SW)。

 

  本文开发的实验室高通量表型检测系统具有省时、经济的显著优势,并且避免了田间不可控环境变量的影响。此研究的创新性在于作者在田间条件下筛选了多个种植深度的大量数据集合,并同时将这些数据与同一批材料在实验室内测量数据进行比较。

 

  来源:Menard Guillaume,Sandhu Nitika,Anderson Daniel,Catolos Margaret,Hassall Kirsty L,Eastmond Peter J,Kumar Arvind,Kurup Smita. Laboratory phenomics predicts field performance and identifies superior indica haplotypes for early seedling vigour in dry direct-seeded rice.[J]. Genomics,2021,113(6):

 

  编辑:李红叶

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