Ta1小麥不同輪選群體HMW-GS的遺傳變異與分子標記.pdf

1、本文對Ta1小麥不同輪選群體HMW-GS的遺傳變異與分子標記進行了研究。文章采用輪回選擇、特異性PCR分子標記輔助選擇與蛋白質電泳篩選，結合網室和大田種植，對HMW-GS進行定向、快速選擇。同時對其中的HMW-GS遺傳變異規(guī)律進行研究、對C4和C5群體的部分農藝性狀進行了調查分析。主要研究結果如下： 1通過Ta1輪選群體，創(chuàng)造出一批新的優(yōu)質亞基組合和多種亞基聚合體。優(yōu)質亞基組合類型有“2*，7+8，5+10”、“1，14+15，

2、5+10”等，亞基的變異類型為“2+10”和“5+12”；出現(xiàn)了“1，14+15/17+18,5+10”、“1,7+8/14+15,5+10”、“1,7+8/17+18,2+12/5+10”等多種聚合體類型；創(chuàng)造出了“1，14+15,10”等稀有亞基類型。說明輪回選擇導致后代的HMW-GS組成發(fā)生了豐富變異，對改良群體的HMW-GS十分有效。 2不同Ta1輪選群體可育株與不育株HMW-GS的遺傳變異基本呈相同趨勢，即早代變異豐富

3、，雜交類型多，隨著選擇深入，變異范圍漸趨狹窄和純合。C2F1可育群體亞基類型豐富，平均每個單株含5.4個亞基類型，且含有10.0％的雜合類型；穗子中的主導亞基類型，平均比例為76.8％；至C4F1世代，主導亞基類型占94.8％，且未發(fā)現(xiàn)雜合亞基類型。說明至該世代亞基類型已純合到很高的程度，基因型亦趨純合。不育株群體異質性隨輪選世代增加呈降低趨勢。與親本相比，C2群體變異豐富(CV％=94.2)，其中Glu-B1位點變化最大，產生了7+8

4、/13+16、7/14+15等稀有亞基類型，Glu-D1位點5+10亞基只占18.0％，應加強選擇；C5世代HMW-GS變異系數(shù)降為80.7％，且多為雜合類型，遺傳變異己趨狹窄。Glu-B1位點多為14+15、7+8等優(yōu)質亞基，選擇效果明顯，Glu-D1位點5+10有大幅提高。由于對目標基因定向、單一化選擇，群體遺傳基礎趨于狹窄，應有針對性的向群體投放含有13+16、17+18、7oe等優(yōu)質亞基基因型以增加群體遺傳異質性，更好的提高輪選

5、效果。 3通過一系列試驗，成功建立了1Dx5、1Bx14的分子標記體系，并成功對1Dx5和1By12進行了DuplexPCR。同時研究發(fā)現(xiàn)，在對HMW-GS編碼基因進行分子標記時，即便是公認緊密聯(lián)鎖的亞基對如5+10，其1X-型和Y-型亞基基因也可能發(fā)生分離，需同時進行擴增，以保證分子標記的準確性。 4輪選群體的面團流變學特性、淀粉糊化特性等隨輪選世代的增加得到不同程度提高。蛋白質含量、沉降值、濕面筋含量等以Ta105樣

6、品最高，表示面團流變學特性的粉質儀各參數(shù)亦大致呈現(xiàn)相同趨勢，即隨著輪選世代的增加面粉品質逐漸改善。淀粉的RVA參數(shù)除稀懈值外都表現(xiàn)出一致規(guī)律，其大小均為Ta105＞Ta104＞Ta103；但稀懈值大小表現(xiàn)恰好相反，這與輪回選擇目標有直接關系。 5通過對不同世代輪選群體農藝性狀分析發(fā)現(xiàn)：株高與不育株的結實性存在一定相關性。調查結果顯示，群體株高已達比較理想的狀態(tài)；C4和C5群體不育株的異交結實率分別為31.33％和55.44％，與

7、前人研究結果相比相對較低，其原因可以用異交結實的環(huán)境差異來解釋。而世代間的差異可能是由可育與不育株株高之間差值大小引起的，本群體C5世代該差值為5.6cm，C4世代只有3.51cm?？梢钥闯?，可育株與不育株株高之間差值大，則不育株主穗有效小穗數(shù)多，穗粒數(shù)自然也多；反之亦成立。說明株高與不育株的結實性存在一定相關性。 6采用輪回選擇、特異性PCR分子標記輔助選擇與蛋白質電泳篩選，結合網室和大田種植，對HMW-GS進行定向、快速選擇

8、，從而建立了新的品質育種輪選體系，能夠在較短時間內迅速改良群體品質性狀。具體做法為：以Ta1小麥輪選群體為基礎，在育種早期逐代檢測出攜帶優(yōu)質HMW-GS編碼基因的單株；同時進行農藝性狀選擇；對收獲后的籽粒放置兩月后進行SDS-PAGE，篩選出聚合多種優(yōu)質HMW-GS的不育株用于組建下一群體。同時對其中的HMW-GS遺傳變異規(guī)律進行研究，并在對基因型不同的大量群體全面分析的基礎上，注意發(fā)現(xiàn)新的亞基和亞基對，深入了解谷蛋白亞基的作用性質和程