10 удивительных подержанных индийских мотоциклов, которые можно купить менее чем за 15 000 долларов
Dec 19, 202310 фильмов об эксплуатации, которые вдохновили Квентина Тарантино
Jul 29, 2023Покупка земли за 17,15 млн долларов подготовила почву для 200 человек
Jul 15, 2023Двигатель Chevy Big Block ProCharged мощностью 2600 л.с., 540 куб.д.
Nov 18, 2023Преимущества пре
Dec 27, 2023Динамическое QTL-картирование выявило, прежде всего, генетическую структуру фотосинтетических признаков клещевины (Ricinus communis L.)
Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 14071 (2023) Цитировать эту статью
30 доступов
Подробности о метриках
Высокая эффективность фотосинтеза является основой высокой биомассы и высокого показателя урожая клещевины (Ricinus communis L.). Понимание генетического закона фотосинтетических признаков будет способствовать селекции с высокой эффективностью фотосинтеза. В этом исследовании динамическое QTL-картирование было выполнено с популяциями F2 и BC1, полученными от двух родителей со значительной разницей в чистой скорости фотосинтеза (Pn) на трех стадиях, чтобы выявить генетическую структуру фотосинтетических признаков. В популяции F2 идентифицировано 26 однолокусных QTL, в том числе 3/3/1 (число QTL на стадии I/II/III, то же ниже), 1/2/0, 1/2/2, 1/3. /1, 0/1/1 и 1/1/2 QTL, определяющие Pn, эффективность использования воды (Wue), скорость транспирации (Tr), устьичную проводимость (Gs), межклеточную концентрацию CO2 (Ci) и содержание хлорофилла (Cc) , с объясненной фенотипической вариацией (PVE) 8,40%/8,91%/6,17%, 5,36%/31,74%/0, 7,31%/12,80%/15,15%, 1,60%/6,44%/0,02%, 0/1,10%/ 0,70% и 2,77%/3,96%/6,50% соответственно. Идентифицировано 53 эпистатических QTL (31 пара), в том числе 2/2/5, 5/6/3, 4/4/2, 6/3/2, 3/2/0 и 4/0/0, придающие выше 6 черт, с PVE 6,52%/6,47%/19,04%, 16,72%/15,67%/14,12%, 18,57%/15,58%/7,34%, 21,72%/8,52%/7,13%, 13,33%/4,94%/ 0 и 7,84%/0/0 соответственно. Результаты картирования QTL в популяции BC1 соответствовали результатам в популяции F2, за исключением того, что было обнаружено меньшее количество QTL. Большинство идентифицированных QTL были с второстепенным эффектом, лишь немногие были с основным эффектом (PVE> 10%), сосредоточенными на 2 признаках, Wue и Tr, таких как qWue1.1, qWue1.2, FqTr1.1, FqTr6, BqWue1. .1 и BqTr3; Эпистатические эффекты, особенно те, которые связаны с эффектами доминирования, были основным генетическим компонентом фотосинтетических признаков, и все эпистатические QTL не имели однолокусных эффектов, за исключением qPn1.2, FqGs1.2, FqCi1.2 и qCc3.2; Обнаруженные QTL, лежащие в основе каждого признака, различались на разных стадиях, за исключением стабильных QTL qGs1.1, обнаруженных на 3 стадиях, qWue2, qTr1.2 и qCc3.2, обнаруженных на 2 стадиях; Было идентифицировано 6 совмещенных QTL, каждый из которых соответствует 2–5 различным признакам, что продемонстрировало плейотропию генов между фотосинтетическими признаками; 2 кластера QTL, расположенные в пределах маркерных интервалов RCM1842-RCM1335 и RCM523-RCM83, содержали 15/5 (F2/BC1) и 4/4 (F2/BC1) QTL, придающих множественные признаки, включая совмещенные QTL и QTL с основным эффектом. . Вышеуказанные результаты предоставили новое понимание генетической структуры фотосинтетических признаков и важные ссылки на селекцию клещевины с высокой эффективностью фотосинтеза.
Клещинка – важная техническая масличная культура, содержание масла в ее семенах составляет 46–55%1. Касторовое масло широко используется в медицине, биодизеле и специальной химии благодаря высокому содержанию рицинолевой кислоты, которая имеет исключительно характерные физические и химические свойства2. Касторовое масло оказалось в дефиците в результате экономического роста, поскольку его производство значительно ниже уровня мирового спроса3. Выращивание клещевины — единственный коммерческий источник касторового масла, но из-за низкой урожайности и высоких затрат на рабочую силу площади выращивания уменьшаются с каждым годом. Таким образом, для содействия развитию клещевины на современном этапе существует острая необходимость выращивания высокоурожайных сортов.
Усиление фотосинтеза сельскохозяйственных культур может значительно повысить урожайность и биомассу4, 5. Однако по фотосинтетическим признакам сообщается меньше исследований, чем по другим характеристикам, таким как урожайность и тип растений, в основном из-за сложности сбора данных и воздействия процесса измерения на окружающую среду6. Совершенствование приборов и методов измерения способствовало изучению особенностей фотосинтеза, особенно у модельных растений, был обнаружен ряд генов, контролирующих фотосинтетические признаки, например, гены, опосредующие эффективность использования воды (Wue)7,8,9,10 ,11, скорость транспирации (Tr)12,13,14 и плотность устьиц15, 16 у Arabidopsis, а также гены, регулирующие фотосинтетическую способность и Wue у риса17,18,19,20. Кроме того, некоторые QTL, лежащие в основе фотосинтетических признаков, были успешно обнаружены у других культур, но с низкой степенью вклада (большинство из них с уровнем вклада менее 10%)21,22,23,24. Такая ситуация может быть вызвана эпистатическим эффектом, частично маскирующим однолокусный эффект, и совместным контролем фотосинтетических признаков многими генами минорного эффекта22. Тем не менее, дополнительная вставка OsDREB1C привела к усилению фотосинтетической способности, что привело к увеличению урожайности риса более чем на 40%18. Это убедительно продемонстрировало огромный потенциал регулирования экспрессии основных генов, контролирующих фотосинтетические характеристики, с помощью генной инженерии для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.