小麥抗旱相關(guān)性狀的QTL分析.pdf

1、小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪饕募Z食作物之一，干旱是限制小麥生產(chǎn)最重要的非生物脅迫因子。隨著全球水資源的日益短缺，小麥抗旱遺傳與育種研究變得越來越重要。探討與小麥抗旱相關(guān)的形態(tài)、生理性狀的遺傳基礎(chǔ)和表現(xiàn)規(guī)律，對于進(jìn)一步認(rèn)識作物抗旱分子機(jī)理，尋找與抗旱相關(guān)性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記以及小麥抗旱分子標(biāo)記輔助育種具有有重要意義。 本研究以小麥加倍單倍體(DH)群體(旱選10號×魯麥14)150個(gè)株系為材料，分別在干旱脅迫和正常灌溉條件下，檢測灌漿中期

2、穗頸維管束數(shù)目及面積，考察抽穗期、開花期和灌漿中期的葉綠素含量，開花期和灌漿中期葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)，灌漿中期和成熟期莖稈的穗下節(jié)、倒二節(jié)及以下節(jié)水溶性糖的相對含量、絕對含量及水溶性糖的轉(zhuǎn)運(yùn)量。對上述性狀進(jìn)行遺傳分析、QTL定位，并進(jìn)一步分析了控制各性狀QTL在不同水分條件下的表達(dá)特點(diǎn)。結(jié)果如下： (1)干旱脅迫嚴(yán)重抑制小麥穗頸維管束發(fā)育，顯著降低小維管束數(shù)目和維管束面積，對大維管束數(shù)目的影響較小。穗頸維管束的數(shù)量和面積與穗部結(jié)

3、實(shí)性狀顯著相關(guān)。共檢測到38個(gè)控制穗頸維管束數(shù)目及穗部結(jié)實(shí)性狀的加性QTL位點(diǎn)，集中分布于3A、4A和6B染色體上，對表型變異的貢獻(xiàn)率在4.15﹪～46.61﹪。在4A染色體P8922-175～P8222-380和6B染色體P6901-280～P1142-155標(biāo)記之間同時(shí)定位到控制大小維管束數(shù)目的QTL位點(diǎn)。在3A染色體Xgwm391～P8422-170標(biāo)記之間同時(shí)定位到控制結(jié)實(shí)小穗數(shù)，小穗結(jié)實(shí)率的3個(gè)QTL位點(diǎn)?？刂凭S管束數(shù)目與產(chǎn)量

4、因子的QTL在染色體上成簇分布或緊密連鎖很可能是它們在表型上顯著相關(guān)的遺傳基礎(chǔ)。 (2)干旱脅迫嚴(yán)重降低葉綠素含量。抽穗、開花期和灌漿中期3個(gè)生育時(shí)期，共檢測到14個(gè)控制葉綠素含量的加性QTL位點(diǎn)，對表型變異的貢獻(xiàn)率在5.53﹪～23.50﹪。加性QTL位點(diǎn)集中分布于染色體2B、5A和7A上。尤其是在5A染色體上檢測到5個(gè)QTL位點(diǎn)。有3個(gè)QTL位點(diǎn)QChlc.cgb-2B、 QChlc.cgb-7A-2和QChlc.cgb-5

5、A分別在兩個(gè)不同的生育時(shí)期被檢測到。表明雖然控制葉綠素含量的QTL表達(dá)受環(huán)境影響較大，但是一些貢獻(xiàn)率較高、LOD值較大的QTL位點(diǎn)卻相對比較穩(wěn)定。檢測到14對上位性QTL，對表型變異貢獻(xiàn)率大于10﹪有6個(gè)，占總檢出數(shù)目的42.85﹪。 (3)干旱脅迫導(dǎo)致旗葉葉綠素?zé)晒鈪?shù)(PCFK)Fo上升，而Fm、Fv、Fv/Fm和Fv/Fo降低，干旱脅迫和正常灌溉兩種水分條件下，差異達(dá)到極顯著水平。對開花和灌漿中期的葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行

6、QTL定位，共檢測到53個(gè)加性效應(yīng)QTL,對表型變異貢獻(xiàn)率大于10.00﹪的QTL有33個(gè)，占總檢出QTL的62.26﹪。其中30個(gè)QTL與所在區(qū)間的左標(biāo)記或右標(biāo)記距離在0～4.0cM?？刂芇CFK的加性QTL表現(xiàn)出成簇分布特點(diǎn)，并且集中分布于1A、1B、7A和7B染色體。89對上位性QTL，對表型變異貢獻(xiàn)率大于10.00﹪的有26個(gè)，占總檢出QTL的39.13﹪。 (4)干旱脅迫不僅顯著提高了莖稈水溶性糖的相對含量和絕對含量，

7、而且一定程度上可以促進(jìn)莖稈中儲藏物向籽粒的轉(zhuǎn)運(yùn)?？刂魄o稈水溶性糖相對含量和絕對含量的QTL都表現(xiàn)出成簇分布的特點(diǎn)。尤其是在2B染色體WMC474～Xgwm374～WMC474、3B染色體WMC291～P3156-185，以及6B染色體P3470-210～WMC269.3標(biāo)記區(qū)間，同時(shí)檢測到控制莖稈水溶性糖絕對含量和相對含量的QTL。5A染色體WMC524～Xgwm595標(biāo)記區(qū)間是同時(shí)控制莖稈絕對水溶性糖含量和水溶性糖轉(zhuǎn)運(yùn)量的熱點(diǎn)區(qū)域。莖