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苦荞遗传群体主要农艺性状的遗传及其SSR分子标记研究

梁龙兵  
【摘要】:苦荞富含黄酮类物质,具有营养保健和食疗双重功效,是国际粮农组织公认的粮药兼用作物,被誉为五谷之王。近年来,市面上已开发出苦荞营养食品、苦荞饮料和苦荞功能食品等产品。由于苦荞杂交育种工作滞后,目前生产上使用的主要还是农家品种和系统育种培育的品种。苦荞厚壳、不易脱壳,小米荞种壳极薄、易脱壳。基于此,本研究以小米荞(薄壳,但产量低、适应性差)为母本、晋荞2号(厚壳,但产量高、适应性好)为父本进行有性杂交获得F2群体、F3群体和245份F5重组自交系(RIL)为材料对杂交后代主要农艺性状遗传及分子标记进行研究,以期为苦荞育种及脱壳加工提供理论基础。所得主要结果如下:1.主要农艺性状分析:对苦荞杂交后代F2和F3农艺性状的变异系数分析表明:产量组分F2、F3表型变异系数范围分别是40.03%~61.61,37.76%~51.21%,其F2、F3遗传变异系数范围分别为7.18%~62.10%和5.94-69.37%。遗传力分析显示,产量组分中株粒数广义和狭义遗传力最大,分别为0.764、0.709。千粒重次之,株粒重最小。其他性状中,株高广义、狭义遗传力均为最大,分别为0.818、0.562。RIL群体简单相关系数分析发现,单株粒重与薄壳性(r=-0.236**)呈极显著负相关,与株高(r=0.565**)、主分枝数(r=0.338**)、主花序二分叉花枝数(r=0.464**)、主枝顶三花枝种子数(r=0.308**)、单株粒数(r=0.919**)成极显著正相关,与千粒重相关性不显著。千粒重与株粒数(r=-0.452**)呈极显著负相关。株高与主花序二分叉花枝数(r=0.663**)、株粒数(r=0.507**)呈极显著正相关。主分枝数与千粒重呈(r=-0.125*)显著负相关,与株粒数(r=0.360**)呈极显著正相关。由偏相关可知,单株粒重与主花序二分叉花枝数(r=0.135*)、主枝顶三花枝种子数(r=0.136*)、千粒重(r=0.924**)、单株粒数(r=0.977**)成显著正相关。千粒重与株粒数(r=-0.942**)呈极显著负相关。株高与主分枝数(r=-0.303**)极显著负相关,又与主花序二分叉花枝数(r=0.491**)、千粒重(r=0.223**)、株粒数(r=0.193**)呈极显著正相关。回归分析和通径分析表明千粒重对单株粒重的贡献最大,其次是主花序二分叉花枝数,最小的是株粒数。千粒重对单株粒重直接作用最大。2.苦荞分子标记分析:本研究从576对引物中筛选多态性较好的63对引物进行ssr分子标记分析,共获得80个标记。通过icimapping分析偏分离和图谱构建发现,在p0.05水平发现有18个标记表现偏分离,占总标记的22.5%,其中有11个标记偏向母本,占总偏离的61.11%,有6个标记偏向父本,占总偏分离33.33%,1个偏向杂合子,占总偏分离位点5.56%。构建的图谱包含12个连锁群,覆盖长度为1089.73cm,连锁群最大覆盖图距是lg4,为232.33cm,最小覆盖距离为lg11,为24.21cm,每条连锁群上的标记数目在3-18个之间,标记间平均图距为13.24cM。LG10的平均图距最大为25.12c M,LG11平均图距最小为6.052。LG7标记间出现最大图距,为35.59cM。LG1出现最小标记间图距,为2.13cM。12个连锁群中LG1标记数目最多,有18个,LG2、LG5标记数目最少,有3个。LG1、LG2、LG6、LG9、LG10、LG12均出现大于20cM的图距。3.主要农艺性状的QTL分析采用QTL IciMapping完备区间法分析QTL位点,共检测到25个QTL,包括4个株高、3个主分支、1个主花序二分叉花枝种子数、1个主花序顶三花枝种子数、3个千粒重、2个平均株粒数、5个株粒重和6厚薄壳相关的QTL。检测出株高QTL qPH1,单株产量QTL qYPP1两个主效QTL,其贡献率分别为11.13%、11.30%。


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