小麥苗期耐旱耐低磷脅迫相關(guān)性狀的QTL定位及遺傳圖譜的構(gòu)建.pdf

1、小麥（Triticum aestivum L.）是我國主要的糧食作物之一，干旱和土壤缺磷都是限制小麥獲得高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的重要因素，而耐旱、耐低磷脅迫都是由微效多基因控制的復(fù)雜數(shù)量性狀，利用傳統(tǒng)的細(xì)胞遺傳學(xué)和數(shù)量遺傳學(xué)方法難以對其進(jìn)行深入研究。
　　 本研究以3個(gè)關(guān)聯(lián)RIL群體為材料，對小麥苗期耐旱和耐低磷脅迫的相關(guān)性狀進(jìn)行條件和非條件QTL分析，以期明確與苗期耐旱和耐低磷脅迫相關(guān)的位點(diǎn)在染色體上的位置和效應(yīng)，在QTL水平揭示耐旱和耐

2、低磷脅迫與苗期相關(guān)性狀之間的遺傳關(guān)系，此研究對于小麥耐旱、耐低磷脅迫相關(guān)性狀的遺傳改良具有重要的意義。同時(shí)以濰麥8號和冀8901為親本雜交獲得的RIL群體為材料，采用基于PCR原理的分子標(biāo)記和單核苷酸多態(tài)性(SNP)標(biāo)記構(gòu)建新的連鎖圖譜，以期將其與本實(shí)驗(yàn)室已構(gòu)建的3個(gè)遺傳圖譜進(jìn)行整合，為小麥農(nóng)藝性狀的多群體聯(lián)合定位奠定基礎(chǔ)。
　　 本研究獲得以下主要結(jié)果:
　　 (1)以WL（179個(gè)株系）、WY（172個(gè)株系）、WJ（

3、175個(gè)株系）三個(gè)關(guān)聯(lián)的重組自交系群體為材料，對小麥苗期在正常水分和干旱脅迫條件下的胚芽鞘長、苗高、最大根長、根數(shù)、苗干重、莖葉干重、根干重、根冠干重比等8個(gè)表型性狀進(jìn)行非條件和條件QTL分析，共檢測到121個(gè)位點(diǎn)，分布在小麥的21條染色體上，可分別解釋表型變異的2.12～28.56％，71個(gè)位點(diǎn)為貢獻(xiàn)率大于10％的主效QTL。其中，通過非條件QTL分析檢測到87個(gè)QTL，12個(gè)QTL在兩個(gè)或兩個(gè)以上的群體內(nèi)同時(shí)檢測到，18個(gè)QTL在兩

4、種水分條件下同時(shí)檢測到，38個(gè)QTL只在正常水分條件下檢測到，31個(gè)QTL只在干旱脅迫條件下檢測到。通過條件QTL分析共檢測到34個(gè)與苗期耐旱性相關(guān)的QTL，其中8個(gè)QTL在干旱脅迫下苗期性狀的非條件QTL分析中也被檢測到，說明條件QTL可以有效地排除性狀正常表現(xiàn)效應(yīng)的影響，而檢測到真正與耐旱性有關(guān)的位點(diǎn)。發(fā)現(xiàn)了11個(gè)與小麥幼苗性狀和耐旱性表達(dá)有關(guān)的重要的QTL簇，分別位于1BL、1D、2A、2B、2D、4A、6B、7B染色體上，9個(gè)Q

5、TL簇包含兩個(gè)以上的群體檢測到的位點(diǎn)，8個(gè)QTL簇包含通過條件QTL分析檢測到的與耐旱性相關(guān)的位點(diǎn)，說明這些QTL蔟所在的染色體區(qū)段可能為調(diào)控苗期耐旱相關(guān)性狀表達(dá)的重要區(qū)域。
　　 (2)以WL、WY、WJ三個(gè)關(guān)聯(lián)重組自交系群體為材料，對小麥苗期在正常供磷和低磷脅迫條件下的苗高、最大根長、主根數(shù)、苗干重、莖葉干重、根干重、莖葉磷利用效率、根磷利用效率、苗磷利用效率、莖葉磷含量、根磷含量、苗磷含量等12個(gè)表型性狀進(jìn)行了非條件和條件

6、QTL分析，共檢測到159個(gè)位點(diǎn)，分布在小麥的21條染色體上，可分別解釋表型變異的4.04～71.12％，其中，105個(gè)位點(diǎn)為貢獻(xiàn)率大于10％的主效QTL。通過條件QTL分析檢測到110個(gè)QTL，10個(gè)QTL在同一群體的兩種磷素水平下被檢測到，38個(gè)QTL只在正常供磷條件下檢測到，48個(gè)QTL只在低磷脅迫條件下檢測到，19個(gè)QTL被兩個(gè)群體同時(shí)檢測到。條件QTL分析檢測到54個(gè)QTL，10個(gè)QTL在低磷脅迫的非條件QTL分析中也被檢測到

7、。說明低磷脅迫下通過性狀的非條件QTL分析檢測到的大部分QTL只與性狀的表達(dá)有關(guān)，而與耐低磷脅迫沒有直接的關(guān)系。檢測到16個(gè)與小麥苗期耐低磷脅迫性狀相關(guān)的重要的QTL簇，分別位于1D、2A、2B、3A、3B、4B、4D、5A、5D、6A、6B染色體上，其中4個(gè)QTL簇包含的位點(diǎn)來自WL、WY、WJ三個(gè)群體，10個(gè)QTL簇的位點(diǎn)來自兩個(gè)群體，10個(gè)QTL簇既包括非條件分析檢測到的位點(diǎn)，又包括條件分析檢測到的耐低磷脅迫位點(diǎn)。說明這些QTL簇

8、所在的區(qū)段可能為調(diào)控苗期耐低磷脅迫相關(guān)性狀表達(dá)的重要區(qū)域。
　　 (3)利用包含163個(gè)株系的濰冀RIL群體進(jìn)行基于PCR原理的分子標(biāo)記和單核苷酸多態(tài)性(SNP)標(biāo)記的遺傳圖譜的構(gòu)建，獲得了包括3916個(gè)標(biāo)記，1257個(gè)位點(diǎn)的分子標(biāo)記遺傳連鎖圖譜，其中，基于PCR原理的分子標(biāo)記有143個(gè)，SNP標(biāo)記有3773個(gè)，圖譜總長度2291.6cM，位點(diǎn)間平均遺傳距離為1.82cM，由于相鄰標(biāo)記間距離大于50 cM，在2A染色體上形成了一

9、個(gè)連鎖斷點(diǎn)。A基組含有541個(gè)位點(diǎn)，全長為925.9 cM，位點(diǎn)間平均遺傳距離為1.71 cM;B基組含有574個(gè)位點(diǎn)，全長為899.1 cM，位點(diǎn)間平均遺傳距離為1.57cM;D基組位點(diǎn)數(shù)最少，含有142個(gè)位點(diǎn)，全長為466.6cM，位點(diǎn)間平均遺傳距離為3.29 cM。
　　 (4)3個(gè)重要的QTL簇在小麥苗期耐旱和耐低磷脅迫這兩個(gè)試驗(yàn)中被同時(shí)檢測到，第一個(gè)QTL簇位于1D染色體的wpt67199-Xwmc429.3標(biāo)記區(qū)間內(nèi)

10、，與耐旱、耐低磷脅迫、根長、根數(shù)、根磷利用效率、苗和莖葉磷含量等性狀的表達(dá)有關(guān)。第二個(gè)QTL簇位于2B染色體的Xbarc55.1-wpt-3561標(biāo)記區(qū)間內(nèi)，與耐旱、耐低磷脅迫、根數(shù)、苗和莖葉磷利用效率、磷積累量、苗干重、莖葉干重等性狀的表達(dá)有關(guān)。第三個(gè)QTL簇位于7B染色體wpt669158-wpt-666615標(biāo)記區(qū)間內(nèi)，與耐早、耐低磷脅迫、莖葉、苗干重、苗磷含量、苗磷利用效率等性狀的表達(dá)有關(guān)。能在不同群體，不同環(huán)境，不同生長發(fā)育階