小麥DH群體穗下節(jié)間維管束及相關性狀QTL分析.pdf

1、普通小麥(Triticum aestivum L.)是世界上最重要、最古老的糧食作物之一。小麥穗下節(jié)間維管束是光合產物、礦質營養(yǎng)及水分運輸的通道，其數目、大小及功能直接影響光合產物向籽粒的轉移，是庫大、流暢的解剖學基礎。處于主要進行光合作用的旗葉(源)與穗部(庫)之間重要位置的小麥穗下節(jié)間，其重要形態(tài)解剖性狀如穗下節(jié)間長、穗下節(jié)間維管束等性狀是由多基因控制的數量性狀(Quantitative Trait Loci，QTL)且與抗倒伏性、

2、穗部性狀密切相關。利用傳統(tǒng)的方法對這些性狀的選擇效率很低，分子標記技術和QTL定位方法的發(fā)展為研究小麥主要農藝性狀的遺傳規(guī)律提供了有效的手段。對QTL的標記、分離與利用將成為農作物遺傳改良實踐中一個重要和必不可少的組成部分，不僅可以為分子標記輔助選擇和分子設計育種準備基因資源，也可以為相關基因的精細定位和克隆奠定基礎。本研究以花培3號×豫麥57的雙單倍體(Doubled Haploid，DH)群體為作圖群體，構建的小麥分子遺傳圖譜，并利

3、用基于混合線性模型的QTLNetwork 2.0軟件，對小麥穗下節(jié)間長、直徑、莖壁厚、莖壁面積、總維管束數目、大、小維管束數目、大小維管束之比8個性狀進行了QTL定位分析，取得的主要結果如下： 1.于兩年四個環(huán)境(2007正常水肥、2008正常水肥、2008未施氮肥、2008雨養(yǎng)田)對以高產、多抗的中國普通小麥花培3號和綜合性狀優(yōu)良的豫麥57花藥培養(yǎng)的168個株系的DH群體調查小麥穗下節(jié)間長、直徑、莖壁厚、莖壁面積、總維管束數目

4、、大小維管束數目、大小維管束之比8個性狀進行數量性狀分析，數據表明父母本在穗下節(jié)間長、總維管束數目、小維管束數目差異較明顯。應用SPSS13.0軟件對DH群體進行表現型分布分析，各個性狀的表現型基本符合正態(tài)分布。各性狀的偏度系數和峰度系數的估算結果表明，控制穗下節(jié)間長、直徑、莖壁厚度、莖壁面積、總維管束數、大維管束數、小維管束數、大小維管束之比的基因間沒有互作，該群體可用于小麥數量性狀的作圖研究。 2.用MAPMAKER/EXP

5、3.0b軟件，將324個分子標記位點錨定在小麥的21條染色上。圖譜全長2485.7cM，平均兩個標記間的遺傳距離是7.67cM，形成24個連鎖群。每個連鎖群包括3～24個位點，發(fā)現了一些標記富集區(qū)，這些區(qū)域在不同作圖群體間多態(tài)性較高，有利于進行QTL定位研究。 3.利用基于混合線性模型的QTLNetwork2.0軟件，對穗下節(jié)間的形態(tài)解剖的8個性狀進行數據QTL定位分析，共檢測到20個加性QTLs和1對上位QTLs，分布在小麥的

6、10條染色體上：1A、1B、2A、2D、3D、4D、5D、6A、6D和7D。其中12個加性QTLs遺傳貢獻率較大(超過10％)，屬主效基因，其余8個加性QTLs遺傳貢獻率較小(小于10％)，屬微效基因。穗下節(jié)間維管束及相關性狀的多態(tài)性現象可見于染色體1A、2D、4D、5D和7D，多數加性效應和上位性效應位點都表現出了環(huán)境敏感性。 3.1控制總維管束數和小維管束數的位于染色體1A和2D的主效基因只在環(huán)境Ⅲ：2008年未施氮肥、環(huán)境

7、IV：2008年雨養(yǎng)田中表現，可能與抗性方面有共同的遺傳背景。 3.2控制穗下節(jié)間長的位于染色體4D的基因與控制株高的QTL(貢獻率20.22％)和抗倒伏性的微效基因位于同一區(qū)間，且都來自于母本花培3，可能與抗倒伏有關。 3.3染色體5D的區(qū)間XWMC215-XBARC345聚集了穗下節(jié)間直徑、莖壁面積、總維管束數、大維管束數、大小維管束之比的主效QTLs，且表現出環(huán)境敏感性，只在環(huán)境I中表達。包含于小麥籽粒產量及穗部相

8、關性狀(穗粒數、總小穗數、小穗著生密度)主效區(qū)間內可能與小麥產量性狀密切相關。 3.4染色體7D的的區(qū)間XGWM676-XGWM437控制穗下節(jié)間長、總維管束數和小維管束數的標記區(qū)間，在四個環(huán)境中穩(wěn)定表達，可用于分子聚合育種(Marker Assistant Selection，MAS)。 3.5在環(huán)境Ⅲ中，檢測到位于染色體2A和6D總維管束數的主效上位性效應。QTLs沒有本身的加性效應，卻參與了10.81％的上位性互作