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《新疆农业大学》 2007年
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小麦抗旱相关性状的QTL分析

申海兵  
【摘要】: 小麦是世界上最主要的粮食作物之一,干旱是限制小麦生产最重要的非生物胁迫因子。随着全球水资源的日益短缺,小麦抗旱遗传与育种研究变得越来越重要。探讨与小麦抗旱相关的形态、生理性状的遗传基础和表现规律,对于进一步认识作物抗旱分子机理,寻找与抗旱相关性状紧密连锁的分子标记以及小麦抗旱分子标记辅助育种具有有重要意义。 本研究以小麦加倍单倍体(DH)群体(旱选10号×鲁麦14)150个株系为材料,分别在干旱胁迫和正常灌溉条件下,检测灌浆中期穗颈维管束数目及面积,考察抽穗期、开花期和灌浆中期的叶绿素含量,开花期和灌浆中期叶绿素荧光动力学参数,灌浆中期和成熟期茎秆的穗下节、倒二节及以下节水溶性糖的相对含量、绝对含量及水溶性糖的转运量。对上述性状进行遗传分析、QTL定位,并进一步分析了控制各性状QTL在不同水分条件下的表达特点。结果如下: (1)干旱胁迫严重抑制小麦穗颈维管束发育,显著降低小维管束数目和维管束面积,对大维管束数目的影响较小。穗颈维管束的数量和面积与穗部结实性状显著相关。共检测到38个控制穗颈维管束数目及穗部结实性状的加性QTL位点,集中分布于3A、4A和6B染色体上,对表型变异的贡献率在4.15%~46.61%。在4A染色体P8922-175~P8222-380和6B染色体P6901-280~P1142-155标记之间同时定位到控制大小维管束数目的QTL位点。在3A染色体Xgwm391~P8422-170标记之间同时定位到控制结实小穗数,小穗结实率的3个QTL位点。控制维管束数目与产量因子的QTL在染色体上成簇分布或紧密连锁很可能是它们在表型上显著相关的遗传基础。 (2)干旱胁迫严重降低叶绿素含量。抽穗、开花期和灌浆中期3个生育时期,共检测到14个控制叶绿素含量的加性QTL位点,对表型变异的贡献率在5.53%~23.50%。加性QTL位点集中分布于染色体2B、5A和7A上。尤其是在5A染色体上检测到5个QTL位点。有3个QTL位点QChlc.cgb-2B、QChlc.cgb-7A-2和QChlc.cgb-5A分别在两个不同的生育时期被检测到。表明虽然控制叶绿素含量的QTL表达受环境影响较大,但是一些贡献率较高、LOD值较大的QTL位点却相对比较稳定。检测到14对上位性QTL,对表型变异贡献率大于10%有6个,占总检出数目的42.85%。 (3)干旱胁迫导致旗叶叶绿素荧光参数(PCFK) Fo上升,而Fm、Fv、Fv/Fm和Fv/Fo降低,干旱胁迫和正常灌溉两种水分条件下,差异达到极显著水平。对开花和灌浆中期的叶绿素荧光动力学参数进行QTL定位,共检测到53个加性效应QTL,对表型变异贡献率大于10.00%的QTL有33个,占总检出QTL的62.26%。其中30个QTL与所在区间的左标记或右标记距离在0~4.0cM。控制PCFK的加性QTL表现出成簇分布特点,并且集中分布于1A、1B、7A和7B染色体。89对上位性QTL,对表型变异贡献率大于10.00%的有26个,占总检出QTL的39.13%。 (4)干旱胁迫不仅显著提高了茎秆水溶性糖的相对含量和绝对含量,而且一定程度上可以促进茎秆中储藏物向籽粒的转运。控制茎秆水溶性糖相对含量和绝对含量的QTL都表现出成簇分布的特点。尤其是在2B染色体WMC474~Xgwm374~WMC474、3B染色体WMC291~P3156-185,以及6B染色体P3470-210~WMC269.3标记区间,同时检测到控制茎秆水溶性糖绝对含量和相对含量的QTL。5A染色体WMC524~Xgwm595标记区间是同时控制茎秆绝对水溶性糖含量和水溶性糖转运量的热点区域。茎秆各部分水溶性糖的转运量和籽粒的灌浆强度都高度相关。控制茎秆各部分水溶性糖含量及转运量的加性效应QTL成簇分布在2B、3B、6B和5A染色体上。茎秆水溶性糖含量可以作为抗旱性选择的生理指标。 通过本研究,发现了一些与穗颈维管束性状、叶绿素含量、叶绿素荧光和茎秆水溶性糖含量这些与抗旱相关的形态及生理性状紧密连锁的分子标记,可进一步用于小麦抗旱性状的分子标记辅助选择和遗传改良,培育抗旱新品种。
【学位授予单位】:新疆农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:S512.1

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【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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