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小麦水分利用效率及相关性状的QTLs研究

张正斌  
【摘要】: 用Hogland溶液水培方法,在生长箱条件下,对114个小麦重组近交系(Synthetics×Opata85)的水分利用效率等生理形态指标及根系特征进行了鉴定,通过对该群体的RFLP遗传图谱的QTLs分析,得到了以下研究结果: 1.叶片水分利用效率及其相关性状的QTLs 在1A和6D染色体上有两个控制叶片水分利用效率(光合速率/蒸腾速率)的QTLs,它们的遗传贡献分别为11.48%和14.84%。验证并精确了我们利用中国春小麦双端体对控制小麦叶片水分利用效率基因的染色体定位的结果。在染色体1D、3B(二个)、5B和6D上有五个QTLs控制光合速率,在染色体1A-2D,1B-2A和3A-5D上有三对互作QTLs影响光合速率。在1A染色体上有一个QTL控制蒸腾速率,在染色体2A-2D上有一对互作QTLs影响蒸腾速率。在染色体5B和6D上有两个控制气孔导度的QTLs。在染色体1B(四个)和2A上有五个QTLs控制细胞内CO2浓度。在染色体1A(二个)和7A染色体上有三个QTLs控制叶温,在染色体3A-3D、3A-6A和7A-7B上有三对互作QTLs影响叶温。 2.单株水分利用效率及相关性状的QTLs 在染色体1A、2A(二个)、2B、3A、5A、6B上有七个QTLs控制单株耗水量,在染色体1A-6A、4B-5B上有两对互作QTLs对单株耗水量有上位效应。在染色体3B(三个)、3D、4A、5B、6D(三个)、7A上有10个QTLs控制单株水分利用效率(茎叶+根干重/单株耗水量)。在染色体2A、3B(三个)、4A、6D上有六个控制地上部单株水分利用效率(茎叶干重/单株耗水量)的QTLs,在染色体1A-1D、4A-5A上有两对互作QTLs影响地上部单株水分利用效率。在染色体2A、2B(二个)、3A、3B、4A、5B上有七个QTLs控制地下部单株水分利用效率(根干重/单株耗水量),在染色体1A-6B、5D-6D、5D-7B上有三对互作QTLs有影响地下部单株水分利用效率。 3.在根冠形态性状的QTLs 在染色体2A、3A、3B、3D(二个)、4A、5A和7A上有八个QTLs控制单株总根面积,在染色体1A、2B(四个)1D、3D、6A(二个)和6D上有十个QTLs控制单株总根长;在染色体2A-5A上的Xfbb329-Xfba300和Xfba190-Xfbb255 RFLP标记区间有共同影响总根面积和总根长的互作QTLs。在染色体1B(二个)、2D、6A、6B上有五个控制根直径的QTLs。在染色体1B、2A、5A(二个)、5B、6A、7B(二个)上有八个QTLs控制最大根长,在染色体1B-2B、2A-2A、3B-6B、6A-6A上有四对互作QTLs影响最大根长。在染色体1A(二个)、2A(二个)、6A(三个)上有七个QTLs控制根的数目。在染色体1B(二个)、4D、6A、7BS上有五个QTLs控制冠根长比,在染色体3B-6B,6A-6D上有两对互作QTLs影响冠根长比。在染色体1A、2A(二个)、3D、4A、5B、6A、6D、7A上有九个控制株高的QTLs,在染色体1B-5D、3A-4B上有两对互作QTLs影响株高。 4.生长发育性状的QTLs 在染色体1A、2A(三个)、2B、3B(三个)、4A(二个)、5B、6D、7A上有十三个QTLs控制单株生物产量(根茎叶干重),在染色体1A-6A、3B-5D上有两对互作QTLs影响单株生物产量。在染色体1A、2A、3B、4A(二个)、5B、6D上七个QTLs控制茎叶干重,在染色体1A-6A、2D-3B上有两对互作QTLs影响茎叶干重。在染色体1A、2A、2B(二个)、4A、5B、6D上有七个QTLs控制根干重,在染色体2A-6D上有一对互作QTLs影响根干重。在染色体上2A、5B上有两个QTLs控制冠根重比,在染色体5A-5D上有一对互作QTLs影响冠根重比。 在染色体1A、2A(三个)、2B、3B(二个)、3D、4A(二个)、5B(二个)、6D、7A(二个)有15个QTLs控制单株生物产量生长速率,在染色体1A-6A染色体上有一对QTLs影响单株生物产量生长速率。在染色体1A、2A、3B、4A(二个)、5B、6D上有七个QTLs控制茎叶生长速率,在染色体1A-6A、2D-3B上有一对QTLs影响茎叶生长速率。在染色体1A、2A、2B(二个),4A、5B、6D上有七个QTLs控制根长生长速率,在染色体2A-6D上有一对QTLs影响根长生长速率。 5.小麦QTLs遗传图谱比较 在第一部分同源群染色体(1A、1B)上的着丝点周围,有控制光合作用和根系特性的基因簇存在。 在第二部分同源染色体上,有控制单株水分利用效率、根冠形态和生长发育的基因簇存在。 在第三部分同源染色体上,主要散布着控制荧光、单株水分利用效率、根冠形态和生长发育的QTLs。 在第四部分同源染色体上,在染色体4A上有大量与单株水分利用效率、根系和生长发育的QTLs,而在4B和4D染色体上有个别与控制叶绿素特性和根冠性状有关的QTLs。 在第五部分同源染色体上,相对均匀地散布着较多的与光合作用、单株水分利用效率、根冠形态和生长发育的QTLs。 在第六部分同源染色体上,6A和6B上都分别有由控制根系多个QTLs组成的的基因簇,说明6A和6B染色体在小麦根系特征的遗传方面起重要作用。6D染色体着丝粒周围有一个大的基因簇,由七个控制叶片和单株水分利用效率的QTLs组成,说明6D染色体在小麦水分利用效率遗传方面起重要作用。 在第七部分同源染色体上,均匀散布着较少的控制荧光特性、单株水分利用效率和根冠性状的QTLs。


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