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《中国农业科学院》 2000年 博士论文
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小麦(Triticum aestivum L.)苗期氮、磷、钾吸收和利用的数量性状位点研究

曹卫东  
【摘要】: 由小麦近缘物种节节麦(普通小麦DD基因组的供体)与硬粒小麦(普通小麦 AABB基因组的供体)杂交并经人工培育而获得的可育六倍体小麦W7984,以W7984 为父本,以Opata85(墨西哥当地栽培种春小麦)作母本杂交,通过一粒传而获得F_7, 重组近交系群体。该群体包括150个株系,根据随机选择的其中114个株系而构建的 分子标记图谱包括918个RFLP标记。本研究利用此分子图谱,首次对在不同营养环 境中(全营养、低氮胁迫、低磷胁迫、低钾胁迫)与小麦苗期吸收和利用氮、磷、钾 的有关数量性状位点进行定位和互作分析。所得主要结果如下: 1不同氮素供应条件下与小麦苗期叶片叶绿素含量有关的QTL分析 在氮素正常供应时与小麦叶片叶绿素含量有关QTL有7个,增加叶绿素含量的 等位基因基本由双亲提供。氮素胁迫下与小麦叶片叶绿素含量有关的共有9个QTL, 增加叶绿素含量的等位基因大多由W7984提供;同时还受到位点间上位效应的强烈 影响。 2不同养分供应条件下与小麦苗期干物质产量有关的QTL分析 影响小麦地上部和根系干物质产量的位点,在全营养情况下分别有5个和3个 (其中染色体6A上的1个位点的贡献率为21.89%),在低氮胁迫时分别有7个和6 个,低磷胁迫下分别有6个和4个,低钾胁迫下分别有4个和8个(其中染色体2D 上的一个位点的贡献率为21.77%)。除了与低磷胁迫下地上部干物重有关的QTL效 应主要来自Opata85外,其余效应多来自于W7984。低氮和低磷胁迫下各有1对基 因间互作影响根干重,与地上部干物重有关的互作位点在低氮和低钾胁迫下分别检测 到1对和3对。 3不同养分供应条件下与小麦苗期养分含量有关的OTL分析 影响小麦地上部和根系含氮量的位点,在养分正常供应时分别有6个和7个, 低氮胁迫下分别有5个和7个(其中1个位点的贡献率为19.93%);全营养条件下位 点的效应多来自Opata85,而低氮胁迫下的QTL效应多来自于W7984。低磷胁迫下 分别有7个和5个、低钾胁迫下分别有7个和6个位点与地上部和根系含氮量有关。 同时,分别有2对和3对互作位点影响养分正常供应和低氮胁迫时的地上部含氮量。 与小麦地上部及根系含磷量有关的QTL,在全养分环境中分别有9个和4个, 低磷胁迫时分别有6个和2个;两种供磷水平下有关QTL的效应主要来自W7984, 但根系和地上部有相反的趋势。低氮胁迫时分别有6个和6个、低钾胁迫下分别有10 个和2个QTL与小麦地上部及根系含磷量有关。低氮、低磷、低钾胁迫下分别有3 对、2对和1对互作位点影响地上部含磷量,分别有1对、4对、2对互作位点与全 营养、低氮和低磷胁迫下的根系含磷量有关。 影响地上部和根系含钾量的 QTL,养分正常供应时分别有 4个和 5个,低钾胁 迫时分别有5个和 8个;全营养条件下的位点的效应多来自 Opata85,而低钾胁迫下 的 QTL效应多来自于 W7984。低氮胁迫时分别有 7个和 4个、低磷胁迫下分别有 6 个和8个位点影响地上部和根系含钾量。含钾量主要受加性效应的控制,只在低磷胁 迫下有3对互作位点影响地上部含钾量。 4不同养分供应条件下与小麦苗期养分吸收巨有夫的OTL分析 与小麦地上部和根系吸氮量有关的位点,在养分正常供应时分别有4个(染色 体 ZA、ZD上的 2个位点的贡献率分别是 19.29O和 17.11o)和 3个,氮素胁迫时分 别有 4个和 10个;两种氮素供应水平下各 QTL的效应主要来自 W7984。此外,低 磷胁迫下分别有5个和2个、低钾胁迫时分别有5个和4个与地上部和根系含钾量有 关。低磷胁迫下,有4对基因间互作影响地上部吸氮量;低氮、低磷和低钾胁迫下分 别有1对、3对和2对位点间互作与根系吸氮量有关。 影响地上部和根系吸磷量的QTL,在正常养分供应状况下分别有2个和5个, 低磷胁迫下分别有9个和3个,W7984对于吸磷量的贡献较强。低氮胁迫下分别有4 个和3个、低钾胁迫时分别有3个和7个位点影响地上部和根系吸磷量。有2对基因 间互作显著影响全营养环境中的根系吸磷量,有3对互作位点强烈影响低钾胁迫下的 地上部吸磷量。 影响小麦地上部和根系吸钾量的QTL,养分正常供应时分别有4个和5个,低 钾胁迫时分别有 2个(其中一个位点贡献率为 19.88%)和 12个,全营养条件下的位 点的效应多来自Opata85,而低钾胁迫卜的QTL效应多来自于W7984。低氮胁迫下 分别有5个和3个、低磷胁迫下分别有6个和5个QTL影响小麦地上部和根系吸钾 量。分别有二对、2对和1对互作位点显著影响低氮、低磷和低钾胁迫下地上部吸钾 量,同时有4对互作位点影响低氮胁迫下根系吸钾量。 5不同养分供应条件下与小麦苗期养分利用效宰有关的OTL分析 与地上部和全株氮素利用效率有关的QTL,在养分正常供应时分别有6个和 7个, 低氮胁迫时分别有 5个(SA上的 1个位点的贡献率达到门.95%)和 2个,染色体 SA 对于氮素利用效率有重要作用,两种供氮条件下效应最强的QTL均位于 SA上。低 磷胁迫下分别有 8个和 5个、低钾胁迫时分别有 11个和 9个位点与小麦地上部和全


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