小麥蛋白磷酸酶TaPP2Aa-c的功能標(biāo)記開發(fā)、作圖和關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、小麥?zhǔn)鞘澜缰饕Z食作物之一，而干旱一直是限制小麥生產(chǎn)最主要的非生物脅迫因素。因此發(fā)掘抗旱基因資源是培育小麥抗旱穩(wěn)產(chǎn)新品種的根本途徑。我國(guó)小麥種質(zhì)資源豐富，蘊(yùn)含著大量影響小麥抗旱性的功能等位變異。鑒定出這些功能等位基因有助于深入了解抗旱分子機(jī)制，而根據(jù)這些功能等位變異開發(fā)的功能標(biāo)記可用于小麥抗旱性種質(zhì)創(chuàng)新和遺傳改良的分子標(biāo)記輔助選擇。關(guān)聯(lián)分析方法是一種可以直接鑒定出與表型變異密切相關(guān)的功能等位變異的有效方法。
　　小麥蛋白磷酸酶由結(jié)

2、構(gòu)亞基A、催化亞基C以及調(diào)節(jié)亞基B構(gòu)成。已有的研究結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)亞基A基因TaPP2Aa和催化亞基C基因TaPP2Ac與干旱、高鹽、低溫和外源ABA等逆境脅迫相關(guān)。本研究以154份小麥種質(zhì)資源材料組成的自然群體、4個(gè)遺傳作圖群體、小麥野生近緣種和一套中國(guó)春缺四體為材料，進(jìn)行小麥抗旱候選基因TaPP2Aa/c不同基因組的序列多樣性分析和基因染色體定位，根據(jù)基因序列的等位變異開發(fā)功能標(biāo)記并作圖。同時(shí)，對(duì)154份自然群體材料進(jìn)行田間抗旱表型和

3、苗期生物量測(cè)量和鑒定。在考慮群體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行TaPP2Aa/c基因多態(tài)性與抗旱相關(guān)表型之間的關(guān)聯(lián)分析，旨在發(fā)掘與小麥抗旱相關(guān)表型相關(guān)聯(lián)的功能等位變異和優(yōu)異單倍型。主要研究結(jié)果如下:
　　1、TaPP2Aa基因序列在A、B、D基因組的π值（核苷酸多樣性）分別為0.00062、0.00227和0.00037; TaPP2Ac基因序列在A、B、D基因組的π值（核苷酸多樣性）分別為0.00074、0.00962和0.00050。兩個(gè)

4、基因的分析結(jié)果相似，從一定程度上證明了小麥B基因組序列差異最大，而D基因組最為保守。
　　2、TaPP2Aa定位于小麥第5同源染色體群上;TaPP2Aa-B位于RIL群體(Opata85×W7984)5B的標(biāo)記區(qū)間Xwg909—Xgwm67，與兩個(gè)標(biāo)記的遺傳距離分別為4.0cM和3.6 cM;位于DH群體（旱選10號(hào)×魯麥14）5B染色體的標(biāo)記區(qū)間Xgwm234—WMC363，與WMC363的遺傳距離為7.5 cM;在兩個(gè)遺傳群體

5、中與標(biāo)記Xgwm67的距離分別為3.6 cM和11.4 cM。TaPP2Aa-D位于RIL群體(Opata85×W7984)染色體5D的標(biāo)記區(qū)間Xcmwg770—Xbarc205，遺傳距離分別為9.8cM和10.0cM。通過與DH和RIL兩個(gè)遺傳作圖群體中已有的抗逆主效QTL進(jìn)行對(duì)比分析，明確了TaPP2Aa與小麥抗逆性狀QTL具有遺傳連鎖關(guān)系。
　　3、TaP2Ac-A位于DH群體（洛夫林10號(hào)×中國(guó)春）4A染色體的標(biāo)記WMC1

6、73附近，與該標(biāo)記的遺傳距離為4.4cM;TaPP2Ac-B位于RIL群體（偃展一號(hào)×早穗30)4B染色體的標(biāo)記區(qū)間KSUM154～WMC47，與兩個(gè)標(biāo)記的遺傳距離分別為3.7cM和23.5cM。通過與DH和RIL兩個(gè)遺傳作圖群體中已有的QTL進(jìn)行對(duì)比分析，明確了TaPP2Ac與千粒重的主效QTL具有遺傳連鎖關(guān)系。
　　4、TaPP2Aa-B的4種單倍型與株高、穗葉距、穗下節(jié)長(zhǎng)、倒二節(jié)長(zhǎng)、其余節(jié)長(zhǎng)、苗期生物量相關(guān)，且與株高、穗下節(jié)

7、長(zhǎng)以及苗期生物量的抗旱指數(shù)也相關(guān)。其中，單倍型Hap-B1是具有較高的（株高、穗下節(jié)長(zhǎng)和苗期生物量）抗旱指數(shù)，是對(duì)小麥抗旱具有正向貢獻(xiàn)的優(yōu)異單倍型;TaPP2Ac-A等位變異Hap-A和Hap-G與千粒重及其抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)、單株穗數(shù)和倒二節(jié)長(zhǎng)相關(guān)。攜帶有等位變異Hap-A的品種較Hap-G的品種具有更高的千粒重，而且其抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)均高于Hap-G，是一種較優(yōu)異等位變異類型;TaPP2Ac-B兩種單倍型Hap-4093和Hap-