甜蕎抗倒伏相關性狀的遺傳分析及木質(zhì)素合成特征.pdf

1、甜蕎在糧食作物中雖屬小宗作物，但因其生育期短、適應性強、耐旱耐貧瘠、營養(yǎng)價值和藥用價值高等特點，使其成為中國的傳統(tǒng)作物和重要的經(jīng)濟作物。甜蕎種植過程中易倒伏，導致其輕者減產(chǎn)重者絕收，是當前甜蕎生產(chǎn)中一個非常重要的問題。因此，改良甜蕎抗倒伏能力已成為甜蕎育種的主要目標之一。影響甜蕎倒伏的因素包括風、雨、土壤等外在因素和基因型差異的內(nèi)在因素，從本質(zhì)上明確不同品種抗倒伏性狀的遺傳規(guī)律才能改良作物的抗倒伏能力，才可以指導育種實踐。同時，我們前期

2、研究發(fā)現(xiàn)，莖稈木質(zhì)素含量可作為評價甜蕎抗倒伏能力的一個重要指標，但目前關于甜蕎木質(zhì)素生物合成的分子機理未見報道。本研究利用主基因+多基因混合遺傳模型分離分析方法對甜蕎抗倒伏相關性狀的遺傳作系統(tǒng)研究，分析甜蕎抗倒伏相關性狀的遺傳效應，闡明其遺傳機理。同時，通過qRT-PCR和 GC-MS分析甜蕎木質(zhì)素合成途徑中各基因的表達特征及木質(zhì)素單體的合成特點，為培育抗倒伏的甜蕎品種提供重要的理論依據(jù)和關鍵基因資源。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴

3、應用植物數(shù)量性狀主基因+多基因混合遺傳模型多世代聯(lián)合分離分析方法，研究了高抗倒伏品種酉蕎2號和易倒伏品種烏克蘭大粒蕎正反交的P1、P2、F1、B1、B2和F26個世代乳熟期株高、莖粗、莖稈重心高度和莖稈抗折力的遺傳。⑵利用qRT-PCR和GC-MS的分析方法，研究了高抗倒伏品種（酉蕎2號）、中抗品種（信農(nóng)1號）和易倒伏品種（烏克蘭大粒蕎）在分枝期、盛花期和乳熟期的木質(zhì)素含量、木質(zhì)素合成相關基因（PAL、4CL、C4H、C3H、CAD、C

4、CR、F5H、COMT和CCOAOMT）的表達特征以及木質(zhì)素單體的合成特點。⑶甜蕎莖稈木質(zhì)素含量從分枝期到乳熟期逐漸增加；不同抗倒性甜蕎品種莖稈木質(zhì)素含量的表現(xiàn)為：高抗倒伏品種（酉蕎2號）的木質(zhì)素含量在分枝期、盛花期和乳熟期均顯著高于中抗品種（信農(nóng)1號）和易倒伏品種（烏克蘭大粒蕎）。⑷甜蕎木質(zhì)素生物合成途徑中，相關基因的表達趨勢分為3類：PAL、4CL、CAD、C4H、CCOAOMT、F5H和CCR基因表達水平先增加后降低，在盛花期達到

5、最大，CAD和CCOAOMT表達水平在盛花期大幅度上升，抗倒伏材料的表達水平顯著高于易倒伏材料；C3H基因表達水平基本保持不變，不同抗倒性材料之間沒有明顯規(guī)律；COMT基因表達水平逐漸下降，在分枝期達到最大，盛花期其表達水平大幅度降低，易倒伏材料的表達水平顯著高于抗倒伏材料。⑸甜蕎木質(zhì)素含量與木質(zhì)素生物合成途徑中基因表達水平的關系：木質(zhì)素含量與基因CAD、F5H和CCR呈顯著正相關，與基因COMT呈顯著負相關，與基因PAL、4CL、C4