不同環(huán)境下小麥籽粒形態(tài)性狀及微營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的QTL分析.pdf

1、小麥作為世界和我國(guó)最主要的糧食作物之一，在糧食生產(chǎn)中具有舉足輕重的作用。隨著人們生活水平的改善，育種家在不斷提高小麥育成品種產(chǎn)量的同時(shí)，越來(lái)越重視對(duì)其品質(zhì)性狀的遺傳改良。小麥籽粒品質(zhì)包括籽粒形態(tài)品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和加工品質(zhì)，在籽粒形態(tài)品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面，籽粒大小和微營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)是小麥品質(zhì)遺傳改良中的重要目標(biāo)性狀。 本研究利用課題組創(chuàng)制的“川35050×山農(nóng)483”RIL群體(ShCh群體，2008年為F16)為材料(父母本均為1B/1R

2、代換系)，對(duì)籽粒的形態(tài)(粒長(zhǎng)，粒寬，千粒重和容重)和微營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)性狀(粗纖維，微量元素和脂肪酸含量等)進(jìn)行了測(cè)定和QTL定位分析，以期了解其遺傳控制機(jī)制。獲得了以下主要結(jié)果。 (1)小麥粒形和粒重的QTL分析。在4個(gè)環(huán)境下對(duì)ShCh群體的籽粒性狀，包括粒長(zhǎng)，粒寬，千粒重和容重進(jìn)行了測(cè)定，共檢測(cè)出位于1A、1B、1D、2A、2B、3B、4A、4B、5D、6A、6B和7B染色體上的20個(gè)QTL，其中包括6個(gè)粒長(zhǎng)QTL、3個(gè)粒寬QTL、

3、4個(gè)千粒重QTL、7個(gè)容重QTL。在不同環(huán)境下，單個(gè)QTL可解釋表型變異的5.9-26.4％。17個(gè)加性QTL的等位基因增效效應(yīng)來(lái)自川35050，另外3個(gè)QTL的增效效應(yīng)來(lái)自山農(nóng)483。8個(gè)QTL(40％)在兩個(gè)或以上環(huán)境下被檢測(cè)到，是相對(duì)穩(wěn)定遺傳的QTL。有關(guān)粒寬，千粒重和容重的QTL形成2個(gè)QTL簇，位于2A和5D染色體。在6A染色體上檢測(cè)到的交疊QTL(co-located QTLs)，包括在2個(gè)環(huán)境下1個(gè)粒寬QTL和在4個(gè)環(huán)境下

4、都檢測(cè)到的1個(gè)千粒重QTL。這些重復(fù)出現(xiàn)的穩(wěn)定QTL附近的標(biāo)記可能用于輔助選擇。 (2)近紅外測(cè)定部分小麥品質(zhì)性狀的QTL分析。以ShCh群體為材料，在6個(gè)環(huán)境種植，利用近紅外反射光譜法測(cè)定了小麥籽粒蛋白質(zhì)含量、淀粉含量、粗纖維含量和籽粒硬度，共檢測(cè)到38個(gè)QTL，位于16條染色體上，其中包括9個(gè)籽粒蛋白質(zhì)含量QTL，5個(gè)淀粉含量QTL，14個(gè)粗纖維含量QTL和13個(gè)硬度QTL。在不同環(huán)境下，單個(gè)QTL可解釋表型變異的4.2-7

5、3.7％。13個(gè)QTL(34.2％)在兩個(gè)及以上環(huán)境下被檢測(cè)到，具有一定的穩(wěn)定性。4個(gè)交疊QTL位于1B、2D、4B和5D染色體上，與3個(gè)性狀有關(guān)的2個(gè)QTL簇位于1B和1D染色體上。在2個(gè)環(huán)境(泰安2007；煙臺(tái)2007)檢測(cè)到具有較高貢獻(xiàn)率的蛋白質(zhì)含量的QTL(QGpc.sdau-4A)位于5.9-cM的標(biāo)記區(qū)間(Xissr23b-Xwmc308-XsrapTc)。蛋白質(zhì)含量QTL(QPGh.sdau-1D.2)在3個(gè)環(huán)境(菏澤20

6、07，2008；煙臺(tái)2007)下同時(shí)被檢測(cè)到，貢獻(xiàn)率分別為37.1％，38.9％和29.7％，說(shuō)明它們是2個(gè)主效QTL。 (3)小麥籽粒微量元素含量的QTL分析。以ShCh群體為材料，在2年3點(diǎn)5個(gè)環(huán)境種植，利用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)定9種小麥籽粒礦質(zhì)元素含量，包括P、K、Mg、S、Ca、Mn、Fe、Cu和Zn。利用QTL分析方法檢測(cè)了控制相應(yīng)性狀的位點(diǎn)。共檢測(cè)到38個(gè)QTL，位于13條染色體上。在不同環(huán)境下，單個(gè)QTL可解

7、釋表型變異的5.9-81.68％。19個(gè)加性QTL的增效效應(yīng)來(lái)自山農(nóng)483，19個(gè)加性QTL的增效效應(yīng)來(lái)自川53050。檢測(cè)到P、K、Mg、S、Ca、Mn、Fe、Cu和zn元素QTL的位點(diǎn)數(shù)分別是5、3、4、4、6、9、4、1和3。僅有5個(gè)QTL在2個(gè)及以上環(huán)境下被檢測(cè)到，遺傳穩(wěn)定性差。交疊QTL位于1B、3B、3D、4A、6A和7A染色體上，其中，包括染色體4A、3D、4A和7A染色體上的4個(gè)QTL簇，表明不同元素QTL之間可能存在連

8、鎖關(guān)系，也可能是“一因多效”的結(jié)果 (4)小麥脂肪酸含量的QTL分析。以ShCh群體為材料，在2年3點(diǎn)5個(gè)環(huán)境種植，利用氣相色譜法測(cè)定了小麥籽粒棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸和亞麻酸含量，利用QTL分析方法檢測(cè)控制相應(yīng)性狀的位點(diǎn)。共檢測(cè)到35個(gè)QTL，位于1A、1B、2A、2B、2D、3B、3D、4A、5A、5A、5B、5D、6A、6B和7B等13條染色體上。在不同環(huán)境下，單個(gè)QT可解釋表型變異的3.85-4337％。20個(gè)加性Q