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油菜素甾醇(Brassinosteroids,BRs),是一种广泛存在于植物中的类固醇激素,作为上世纪发现的第六大植物激素,其在植物的生长发育过程中起着至关重要作用。在水稻中,叶片直立性作为水稻理想株型的标准之一,是影响水稻产量的重要农艺性状,直立的叶片可显著提高光合效率和植株密植度,进而增加产量。因此,对调控水稻叶夹角的外界因素,自身基因及细胞学机制和分子机制的研究将为水稻分子设计育种提供分子功能模块元件,对于水稻高产分子设计育种具有重要意义,油菜素甾醇在水稻叶片直立性发育过程中具有重要作用。本研究将国内外533份核心水稻种质资源材料作为研究对象,利用覆盖全基因组的SNP标记,采用包括上位性及其基因与环境互作效应模型,对水稻叶夹角的BR敏感性性状进行全基因组关联分析。主要结果如下:(1)通过对505份来自国外及国内的水稻种质资源叶夹角对BR处理的敏感性的统计分析表明,BR处理明显促进了大多数水稻种质叶夹角增大;(2)通过分别对水稻All群体,Indica群体和Japonica群体叶夹角对BR敏感性的全基因组关联分析(GWAS)一共检测到相关显著SNP标记169个,其中All群体84个,Indica群体43个,Japonica群体56个,All群体和Indica群体重复检测到的SNP标记有2个,All群体和Japonica群体重复检测到的SNP标记有12个,Indica群体和Japonica群体没有重复检测到的SNP标记,可见Indica群体与Japonica群体水稻叶夹角对BR敏感性存在较大的遗传差异。(3)对All群体和Indica群体水稻叶夹角对BR敏感性相关的全基因组关联分析结果进一步探讨可知,两个群体的关联分析中重复检测到的SNP标记一共有2个,分别位于水稻第1染色体上的13534966和19494269位置;对All群体和Japonica群体的水稻叶夹角对BR敏感性相关的GWAS分析结果进一步探讨可知,两个群体的关联分析中重复检测到的SNP标记一共有12个,这12个SNP标记均位于水稻第1染色体上;对Indica和Japonica叶夹角BR敏感性全基因组关联分析中没有重复检测到的关联SNP标记。(4)本研究中检测到的已知基因相关显著SNP标记一共49个,其中All群体叶夹角对BR敏感性的全基因组关联分析中检测到的已知基因相关显著SNP标记有23个,包括15个位于已知基因内含子上的已知基因相关显著SNP标记,4个非同义已知基因相关显著SNP标记,3个同义已知基因相关显著SNP标记和1个在3’UTR区的已知基因相关显著SNP标记。Indica群体叶夹角对BR敏感性的全基因组关联分析中检测到的已知基因相关显著SNP标记有13个,包括5个位于已知基因内含子上的已知基因相关显著SNP标记,4个非同义已知基因相关显著SNP标记和4个同义已知基因相关显著SNP标记。其中,sf0119494269是位于一个预测有编码转座子类蛋白功能的Os01g35220内含子区并在All群体和Indica群体中重复检测到的SNP位点。Japonica群体叶夹角对BR敏感性的全基因组关联分析中检测到的已知基因相关显著SNP标记有15个,包括7个位于已知基因内含子上的已知基因相关显著SNP标记,4个非同义已知基因相关显著SNP标记,2个同义已知基因相关显著SNP标记、1个在3’UTR区的已知基因相关显著SNP标记和一个预测有中断终止密码子功能的已知基因相关显著SNP标记。其中,位于一个预测有编码类拟南芥armadillo/beta-catenin-like repeat家族蛋白功能的Os01g34080上的SNP标记sf0118771688,是在对All群体和Japonica群体的全基因组关联分析中重复检测到的已知基因相关显著SNP。(5)通过对All群体的关联分析,共得到四个非同义的叶夹角对BR敏感性相关的已知基因显著SNPs,sf1114565598,sf0519093641,sf0519056263和sf1115976699。通过Rice Var Map网站上进行基因型和表型分析得到了这4个SNP标记与叶夹角对BR敏感性表型之间的相关关系,并通过箱形图得到了进一步证实。(6)通过在Rice Xpro网站上对这些叶夹角对BR敏感性显著相关的SNPs所对应基因进行分析发现,水稻幼苗经BR激素处理后地上和根中表达量有变化的两个候选基因Os05g32710和Os11g28530,并且这两个候选基因上均有非同义SNP标记的出现,BR处理后均有明显的基因表达量上的变化,研究假定这两个基因在调控水稻叶夹角对BR敏感性性状上起到了一定作用,故后续研究中将以这两个基因为主要研究对象,通过进一步测序及功能验证分析鉴定这两个基因的调控效应。本研究中,水稻叶夹角对BR敏感性的遗传效应大多呈现出不同的遗传模式,GWAS检测到的显著SNP大多与控制目标性状的基因有紧密关联,本研究所检测到的这些SNP标记连锁基因可辅助水稻株型性状中对叶夹角的分子改良,这些SNP标记所具有的遗传效应对水稻株型在育种过程中的遗传性状改良来说也是重要的遗传资源。后续研究也会将Os05g32710和Os11g28530作为候选基因进行更深程度的测序和功能验证工作。