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组织培养技术广泛应用于植物功能基因组研究和作物改良育种。水稻是世界范围种植最广泛的粮食作物之一,它的组织培养能力对其转基因效率有很大的影响。常用的水稻组织培养使用成熟种子作为外植体,经历愈伤诱导,愈伤分化阶段产生新的小植株。虽然水稻成熟种子的高效组织培养和农杆菌介导转化体系已经建立,但仅限于粳稻和少些籼稻品种。过去二十年间通过QTL定位鉴定到了很多与水稻组培力相关的QTLs,但是对影响水稻组培力的基因发掘较少,对于水稻组织培养的机制还不明了。本研究应用GWAS技术分别对水稻成熟种子愈伤形成和分化两个阶段的相关性状进行扫描,在一个大的自然群体中分析水稻组培力的遗传变异,希望鉴定到水稻组织培养相关的基因并展开进一步研究。愈伤诱导方面,鉴定了510个水稻微核心种质资源的诱导率(CIR)、诱导速率(CIS)、和出愈伤初始天数(T0)三个性状。在三个主要的亚群(Ind_All,Jap_All,Aus)中,Aus表现出最高的CIR和CIS以及最小的T0,籼稻群体的诱导率(P=1.05E-06)和诱导速率(P=0.000986)显著大于粳稻群体。在整个510群体以及七个亚群中对诱导的三个性状进行GWAS分析。在整个群体共扫描到88个loci(CIR 33个loci,CIS 31个loci,T0 24个loci)。共有23个显著loci的lead SNPs位于水稻成熟种子诱导相关的物理图谱双边界QTLs内。候选基因筛选方面,三个候选基因CRL1、OsBBM1和OsSET1分别与拟南芥的LBD17和LBD29,BBM,SWN直系同源。另外根据lead SNP的P值,基因注释和水稻各组织表达谱以及愈伤诱导过程的表达量变化,挑选了14个可能与愈伤诱导相关的候选基因。通过购买突变体,构建RNAi材料,发现了三个候选基因LOC_Os04g09900,LOC_Os02g30900,LOC_Os02g57250(OsIAA10)可能参与了水稻的愈伤诱导。其中OsIAA10的RNAi会导致几乎完全无法生成愈伤,表型与表达量共分离,而且种子在诱导培养基上胚芽生长不受到影响,胚芽长度与OsIAA10的表达量负相关并共分离。我们的发现说明水稻可能通过根发育途径产生愈伤,其机制可能是OsIAA10响应生长素类似物2,4-D,激活ARFs从而启动CRL1等下游基因的表达。愈伤分化方面,使用诱导后生长状态一致的237份种质愈伤作为材料。鉴定了237份种质的绿点生成的3个性状:绿点生成率(BGR)、绿点生成速率(BGS)、出绿点初始天数(GB_T0),以及愈伤分化的4个性状:愈伤分化率(DR)、愈伤分化速率(DS)、出绿苗初始天数(PR_T0)、每颗愈伤分化苗数。在主要的三个亚群中Aus表现出最强的绿点生成与愈伤分化能力,粳稻的BGR(P=1.49226E-06)、BGS(P=0.0437)和DR(P=4.81099E-07),DS(P=0.00187)都显著高于籼稻。分别对绿色芽点生成性状和愈伤分化性状进行GWAS分析。绿色芽点生成方面,三个性状共鉴定了61个显著关联loci(BGR 32个loci,BGS18个loci,GBT0 11个loci)。愈伤分化方面,四个性状共扫描到60个显著关联loci(DR 13个loci,DS 8个loci,PGT0 26个loci,APN 13个loci)。共有10个显著loci的lead SNPs位于已定位的愈伤分化QTLs区域内。BGS性状在Aus群体的GWAS分析定位到一个与已报道的控制愈伤分化性状的基因PSR1。在Aus群体中分析PSR1的单倍型,得到了2个haplotype。Hap1具有较高的BGS,并显著高于hap2(P=0.0233)。