小麦亲本间分子遗传距离与F1杂种优势和配合力的相关性分析
【摘要】：利用杂种优势是提高作物产量和改进作物品质的重要途径之一,快速准确地预测F_1杂种优势将有助于选育强优势的杂交组合。本研究选用河南省的8个不同类型的小麦品种(系)为材料,按双列杂交组配28个F_1组合,对17个主要性状的杂种优势和配合力进行分析。选用均匀分布于小麦21条染色体上的287对SSR引物和33个二核苷酸重复ISSR引物,对8个亲本进行DNA差异分析,计算亲本间的分子遗传距离,进而分析亲本间分子遗传距离与F_1杂种优势表现及配合力之间的相关性,探讨利用亲本间分子遗传距离预测F_1杂种优势的可行性。研究结果如下:
(1) 287对SSR引物共扩增出644条带,其中560条(87%)具有多态性,每对引物能检测出1～5个多态性位点,平均1.95个。8个亲本间的SSR遗传距离变幅在0.251～0.425之间,平均距离为0.361,说明亲本间存在一定的遗传差异。最大的差异在豫麦66与豫麦2号之间,最小的差异在豫麦49与豫麦2号之间。33个二核苷酸重复ISSR引物中有12个能在亲本间检测到多态性,且带型清晰可读。这12个ISSR引物共检测出291条带,其中194条(67%)有多态性,每个引物能检测出5～26个多态性位点,平均16.17个。8个亲本间的ISSR遗传距离变幅在0.302～0.436之间,平均距离为0.384。最大的差异在豫麦66与豫麦54之间,最小的差异在豫麦49与豫麦2号之间。
(2) 利用SSR和ISSR两种标记分析8个小麦品种(系)间的遗传距离,得到的两组遗传距离高度相关,相关系数为0.832。说明这两种标记对小麦品种(系)进行遗传差异分析的结果是一致的,而且两种标记都可以用作小麦种质资源的遗传差异性分析和亲本间遗传距离分析。
(3) 分析全部28个组合发现,SSR遗传距离与F_1杂种优势的相关性除了株高外都不显著;ISSR遗传距离与F_1杂种优势的相关性除了株高和旗叶宽外都不显著。分析12个极端组合发现,遗传距离与杂种优势的相关系数绝对值有显著提高,其中,超亲优势与SSR遗传距离的相关系数在主茎穗粒数上达到显著水平;中亲优势与SSR和ISSR遗传距离的相关系数在主茎穗粒数和千粒重两性状上都达到了显著水平。据此认为,亲本间遗传距离与F_1杂种优势的相关性与材料的选择有关,如果亲本间没有足够大的差异,不能直接利用小麦亲本间的SSR和ISSR遗传距离预测F_1的杂种优势。
(4) 两种标记分析得到的亲本平均遗传距离与亲本一般配合力在17个性状上相关均不显著;亲本间遗传距离与17性状的特殊配合力相关均不显著;除了株高外,亲本间遗传距离与其它16个性状的配合力总效应相关均不显著。这进一步说明,在本研究中难以用亲本间遗传距离直接预测F_1的杂种优势。
【关键词】：小麦 杂种优势 遗传距离 配合力 SSR ISSR 【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：S512.1
【目录】：
- 中文摘要7-8
- 1 文献综述8-16
- 1.1 杂种优势遗传机理的研究8-11
- 1.1.1 杂种优势遗传机理的假说8-10
- 1.1.1.1 显性、超显性假说8-9
- 1.1.1.2 上位性9
- 1.1.1.3 杂种优势遗传机理假说的分子验证9-10
- 1.1.2 杂种优势与基因表达差异的研究10-11
- 1.2 作物杂种优势预测的研究进展11-16
- 1.2.1 通过杂交参数预测杂种优势11
- 1.2.2 利用亲本遗传差异预测杂种优势11-14
- 1.2.2.1 形态标记遗传差异预测杂种优势11-12
- 1.2.2.2 同工酶标记遗传差异预测杂种优势12
- 1.2.2.3 分子标记遗传差异预测杂种优势12-14
- 1.2.3 QTLs效应与杂种优势14-16
- 2 引言16-17
- 3 材料与方法17-21
- 3.1 试验材料与田间种植17
- 3.2 田间调查与室内分析17-21
- 3.2.1 农艺性状和产量性状的调查17
- 3.2.2 籽粒粗蛋白质含量、容重、湿面筋含量的测定17
- 3.2.3 籽粒SDS沉淀值的测定17-18
- 3.2.4 DNA提取18-19
- 3.2.5 PCR反应19
- 3.2.6 PCR产物聚丙烯酰胺凝胶电泳检测19-20
- 3.2.7 PCR产物琼脂糖凝胶电泳检测20-21
- 3.3 数据统计分析21
- 3.3.1 遗传距离分析21
- 3.3.2 杂种优势分析21
- 3.3.3 配合力分析21
- 4 结果与分析21-30
- 4.1 亲本间的SSR和ISSR遗传距离22-23
- 4.1.1 SSR标记的多态性和亲本间遗传距离22
- 4.1.2 ISSR标记的多态性和亲本间遗传距离22-23
- 4.2 亲本间的遗传距离与F_1杂种优势的相关性分析23-25
- 4.2.1 杂交组合的中亲优势表现23
- 4.2.2 杂交组合的超亲优势表现23-24
- 4.2.3 亲本间遗传距离与F_1杂种优势的相关性分析24-25
- 4.3 亲本间遗传距离与配合力效应的相关性分析25-30
- 4.3.1 配合力方差分析25-26
- 4.3.2 平均遗传距离与一般配合力效应的相关性分析26-27
- 4.3.3 亲本间遗传距离与特殊配合力效应的相关性分析27
- 4.3.4 亲本间遗传距离与配合力总效应的相关性分析27-30
- 5 结论与讨论30-34
- 5.1 杂种优势遗传机理的研究30
- 5.2 亲本间遗传差异与杂种优势预测30
- 5.3 影响分子标记预测杂种优势效果的因素30-31
- 5.3.1 标记的数量和样本含量31
- 5.3.2 DNA标记位点与QTLs的距离31
- 5.3.3 群体遗传结构31
- 5.4 SSR和ISSR标记在作物遗传育种上的应用31-34
- 5.4.1 遗传作图32
- 5.4.2 基因定位32
- 5.4.3 遗传多样性研究32-34
- 参考文献34-39
- Abstract39-40
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