小麥硒含量控制基因的QTL定位及遺傳分析.pdf

1、人體需要22種元素來維持身體需要，硒是其中必不可少的元素之一，硒的缺乏與克山病、肌營養(yǎng)不良、食道癌等疾病發(fā)生成正相關關系。硒主要從膳食中獲取，相比于動物性食品，植物性來源膳食中的硒相對含量較低，而小麥是人類的主要膳食來源，因此小麥籽粒中的硒含量與健康息息相關。開展富硒小麥選育被認為是克服硒元素缺乏的最經(jīng)濟有效途徑之一，因此急需加強對控制籽粒硒含量基因的鑒定和研究。
　　小麥是硒的非富集植物，籽粒中硒的含量普遍偏低，但在前期的研究工

2、作中發(fā)現(xiàn)了一份來源于人工合成小麥的高硒含量材料SHW-L1，其籽粒硒含量是普通小麥的4-9倍。小麥籽粒中硒含量和根系形態(tài)學指標是由多基因控制的數(shù)量性狀，因此構建高密度遺傳圖譜，進行小麥性狀的基因定位，有助于開發(fā)分子標記輔助選擇的實用性標記，進行利于相關基因的挖掘和利用。為了研究小麥籽粒中硒含量的遺傳特點，本研究利用富硒人工合成小麥SHW-L1與普通小麥Chuanmai32構建的重組自交系群體，在貧硒和富硒條件下分析造成籽粒硒積累和吸收差

3、異的遺傳機制以及在不同組織中積累情況，找到控制籽粒硒含量的限制因子;系統(tǒng)監(jiān)測不同基因型在貧硒、富硒和田間硒含量條件下的根系形態(tài)學變化，分析根系形態(tài)特征與硒營養(yǎng)效率的關系;探討小麥籽粒中硒元素含量的動態(tài)累積規(guī)律，動態(tài)分析影響硒吸收、積累的QTL，闡明不同QTL的時空表達方式，了解籽粒發(fā)育過程中控制硒元素含量的QTL效應及基因作用方向，揭示籽粒硒積累和吸收的差異機制。結果表明:
　　1.對重組自交系(SHW-L1Chuanmai32R

4、ILF9)171份小麥遺傳群體進行兩年一點的株高、分蘗數(shù)、揚花期等農(nóng)藝性狀的調(diào)查統(tǒng)計，表明外源施硒可以增加株高，顯著提前揚花期和減少分蘗數(shù)，方差分析表明該遺傳群體農(nóng)藝性狀受到供硒水平的顯著影響。根據(jù)構建好的遺傳圖譜，運用軟件WinQTL2.5，對2013年和2014年溫江點的農(nóng)藝性狀進行QTL分析，共檢測到農(nóng)藝性狀相關QTL24個，其中在不同的環(huán)境中均表達的QTL有2個。在2D檢測到1個“一因多效”QTL位點，貧硒和富硒條件檢測到控制揚

5、花期的相同位點，貢獻率為7.19-17.11％。
　　2.對171個株系及其親本兩年一點的籽粒中的Se含量進行分析。結果表明，兩年測得的親本SHW-L1 Se含量均高于親本川麥32的Se含量。根據(jù)所構建的圖譜，對重組自交系（SHW-L1Chuanmai32RILF9）171份小麥遺傳群體在貧硒和富硒2種濃度下籽粒中硒含量進行QTL分析，共檢測到6個硒含量相關QTL，分布在3D、5A上，并且在3D(wPt-733447～wPt-66

6、7315區(qū)段，貢獻率為R2=0.5582)可檢測到不同環(huán)境中均表達的QTL位點，這些位點可用于小麥育種的遺傳改良研究工作中。
　　3.對171份小麥遺傳群體群體進行富硒、貧硒和正常供硒條件下的水培試驗，方差分析表明根系性狀均受到供硒水平的顯著影響。相關分析表明，重組自交系（SHW-L1Chuanmai32RILF9）群體根系性狀與供硒水平均有較緊密的聯(lián)系，并且在幼苗期（培養(yǎng)6周）較分蘗期（培養(yǎng)9周）更為顯著，大都達到極顯著相關(P

7、＜0.01)，
　　對重組自交系群體（SHW-L1×Chuanmai32RILF9）在3個濃度下的12個水培根系性狀進行了QTL定位，共檢測到245個QTL，其中60個主效QTL，32個加性QTL位點，貢獻率在5.42-30.41％之間，71個“一因多效”位點。其中，檢測到在不同的環(huán)境中均表達的QTL，而且檢測到控制總投影面積(PA)、跟總面積(SA)、根總體積(RV)的位點基本一致。
　　4.培養(yǎng)6周時，富硒處理下地下部和

8、地上部的硒含量分別是貧硒處理下的6.85倍和5.82倍，培養(yǎng)9周，富硒處理下地下部和地上部硒含量是貧硒處理下的2.05倍和2.10倍。小麥外源施硒，從根部到地上部分有很高的轉(zhuǎn)移率，隨著培養(yǎng)周期的延長，硒從地下部向地上部轉(zhuǎn)運的速率降低，硒在作物體內(nèi)的積累規(guī)律為根部＞莖葉＞籽粒。
　　利用已構建好的遺傳圖譜，運用軟件WinQTL2.5，對水培條件下根部和地上部的硒含量進行了QTL定位，共檢測到18個硒含量相關QTL，在其中，在不同的環(huán)