Cr6+脅迫對小麥DH群體幼苗發(fā)育性狀的影響及QTL定位研究.pdf

1、小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾募Z食作物。運用生物技術(shù)手段加快小麥育種進程、提高小麥產(chǎn)量并改善其品質(zhì)已是世界范圍內(nèi)面臨的重大使命。自然環(huán)境下生長的小麥總會受到各種不利因素(如鹽漬、干旱、重金屬等)的脅迫，尤其是重金屬。鉻(Cr)作為工業(yè)的“五毒”之一，是一種毒性較大的致畸、致突變劑。其對小麥的危害主要指六價鉻，Cr6+在小麥根、莖、葉中大量積累，不僅影響小麥生長發(fā)育，造成產(chǎn)量下降，而且進入食物鏈，危及人類健康。目前我國鉻污染問題日趨嚴(yán)重，大范圍的耕

2、地受到重金屬影響，小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的大幅下降。重要性狀的QTL定位及其分子標(biāo)記發(fā)掘是小麥品質(zhì)分子改良的基礎(chǔ)。因此，研究不同濃度鉻脅迫下小麥幼苗生長發(fā)育的影響及QTL定位可清楚認(rèn)識其對小麥的毒害效應(yīng)，實現(xiàn)對鉻污染的預(yù)測、評價和防治，并為小麥健康、高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。
　　 本研究采用室內(nèi)水培法，以小麥品種花培3號和豫麥57雜交F1經(jīng)染色體加倍獲得的DH群體168個株系為材料，研究不同濃度鉻脅迫下小麥幼苗的發(fā)育性狀，并利用SSR標(biāo)記

3、構(gòu)建的遺傳連鎖圖譜，采用基于混合線性模型的復(fù)合區(qū)間作圖法對小麥幼苗發(fā)育性狀進行QTL定位，并分析其與環(huán)境的互作效應(yīng)。結(jié)果表明：
　　 (1)隨著鉻處理濃度的增加，小麥幼苗各性狀值逐漸降低，其中生物量變化最為顯著，且根、莖鮮重降低幅度明顯大于干重，根受鉻脅迫作用大于幼苗，根據(jù)根長抑制率公式得出兩種處理濃度下，根長抑制率分別為37.96％、41.68％。
　　 (2)小麥幼苗生長受脅迫影響的各指標(biāo)差異均達顯著水平，差異最大的

4、是主根長度(F=68.543)，根長抑制率效應(yīng)顯著，以根長抑制率求得線性回歸方程為y=8.8608x2-110.8516x+330.6251，并得出鉻迫下小麥幼苗的半致死濃度和極限濃度分別為125.38mg/L和280.36mg/L。
　　 (3)小麥幼苗生長發(fā)育各性狀兩兩之間有顯著的相關(guān)性。0mg/LCr6+脅迫下，除葉齡和株高呈負(fù)相關(guān)，其他性狀均呈正相關(guān)；40mg/LCr6+脅迫下除葉齡和株高相關(guān)性不顯著，其他均呈極顯著正相

5、關(guān)；120mg/LCr6+脅迫下各性狀兩兩之間呈顯著的正相關(guān)。7個性狀與濃度之間存在著極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)大小順序為：莖葉鮮重、株高、葉齡、主根長度、莖葉干重、根干重和根鮮重。
　　 (4)利用復(fù)合區(qū)間作圖法分析小麥幼苗生長發(fā)育7個性狀的QTL，共定位到24個加性效應(yīng)QTL和5對上位性效應(yīng)QTL。加性效應(yīng)值在-0.0055～0.4945之間，貢獻率在0.004.5％～0.0631％之間；上位性效應(yīng)值在0.0043～0.3

6、885之間，貢獻率在0.002％～0.013％之間。其中14個加性效應(yīng)位點和兩對上位性效應(yīng)位點具有環(huán)境互作效應(yīng)。控制小麥莖葉鮮重的加性效應(yīng)位點和上位效應(yīng)位點最多，分別有7個和3對，且7個加性效應(yīng)位點均與環(huán)境1互作，兩對上位性效應(yīng)位點分別與環(huán)境2和環(huán)境3互作。沒有檢測到控制莖葉干重和根干重的加性效應(yīng)位點，以及控制小麥莖葉干重、葉齡、主根長度和根干重4個性狀的上位性效應(yīng)位點。可能原因一是雖然本試驗是在嚴(yán)格一致的環(huán)境中進行，但某些性狀的表型仍