摘要
谷子（Setariaitalica）具有适应性广、耐干旱、耐贫瘠、籽粒耐贮藏等优点。前人对种子萌发的研究主要集中在种子能否萌发以及发芽率的高低等方向，而关于种子萌发速度以及萌发过程中淀粉等贮藏物质的消耗速率尚缺乏研究。本研究分析了不同谷子品种种子萌发过程中萌发率与淀粉含量的变化特征，并对正常条件及甘露醇模拟干旱处理条件下300份谷子核心种质资源种子萌发速度相关性状进行了全基因组关联分析（Genome-wideassociationstudy，GWAS），发掘与种子萌发速度相关的候选基因；同时筛选种子萌发率差异显著的代表性品种，对其淀粉消耗速率进行分析。主要结果如下： 1、正常条件和甘露醇模拟干旱胁迫处理下，在4个供试品种（GBS、晋谷21号、豫谷1号、沁黄2号）种子萌发过程中，萌发率及淀粉含量发生显著变化的关键阶段均在24-36h；对萌发期各性状与淀粉含量相关性状进行分析，结果表明不同品种萌发势、萌发速度与直链淀粉消耗量之间呈显著正相关。 2、以300份谷子核心种质资源为材料，对其在正常条件和甘露醇模拟干旱胁迫处理下的种子萌发率进行GWAS；同时对种质资源自然群体的出苗速度进行了GWAS分析，分别检测到9个与萌发率和5个与出苗速度显著关联的SNP位点。利用xiaomi的全基因组注释文件在LD（Linkagedisequilibrium）衰退有效距离上下游各50kb区域内分别进行候选基因定位，分别筛选出了14个和8个候选基因；根据基因功能注释，初步确定Si6g20230、Si3g36140和Si1g26250为试验所需要的候选基因，单倍型分析发现候选基因上均具有多种单倍型；通过鉴定与萌发率相关的单倍型，筛选与萌发率差异显著的代表性材料。 3、以萌发率差异显著的代表性品种为材料，在正常条件和模拟干旱胁迫处理条件下，分析种子萌发速度和直链淀粉含量的关系，发现同条件下二者变化趋势一致；利用近红外光谱法测定谷子核心种质资源种子萌发过程中的直链淀粉含量，并对其直链淀粉消耗速率进行GWAS，共检测到7个与直链淀粉消耗速率显著相关的SNP位点。通过xiaomi的全基因组注释文件在LD衰退有效距离上下游各50kb区域内进行候选基因定位，根据基因功能注释和单倍型分析，获得了候选基因Si3g38580和Si3g35670。 综上所述，本研究通过分析不同谷子品种种子萌发速度与淀粉消耗速率的关系，发现直链淀粉消耗速率与种子萌发速度显著正相关。在正常条件及模拟干旱条件下，利用全基因组关联分析发掘了与谷子萌发率、直链淀粉消耗速率以及出苗速度相关的候选基因，为谷子种子萌发速度与萌发过程中淀粉代谢机制的研究提供了基因资源，同时为谷子耐旱萌发的分子机制解析奠定了基础。
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