不同區(qū)域小麥種質(zhì)資源遺傳多樣性研究.pdf

1、小麥種質(zhì)資源是小麥品種改良的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，種質(zhì)資源遺傳多樣性的高低直接影響品種改良的效果。由于不同區(qū)域的自然環(huán)境、品種改良目標(biāo)和人們對(duì)產(chǎn)品的要求等方面存較大差異，小麥在不同區(qū)域內(nèi)經(jīng)過長(zhǎng)期演變形成了相對(duì)獨(dú)特的遺傳特點(diǎn)。研究不同區(qū)域間小麥種質(zhì)資源的遺傳特點(diǎn)和遺傳差異，有針對(duì)性地從不同區(qū)域引進(jìn)所需材料，是改良本區(qū)域小麥品種和拓寬本區(qū)域種質(zhì)資源遺傳基礎(chǔ)的有效途徑。不同時(shí)期的種質(zhì)資源由于育種目標(biāo)和創(chuàng)造變異方法的改變及定向選擇的影響，種質(zhì)資源的性狀

2、特點(diǎn)及遺傳基礎(chǔ)也會(huì)發(fā)生不同變化，探明影響種質(zhì)資源遺傳多樣性的因素，有利于制定相應(yīng)育種策略，并拓寬現(xiàn)有種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)。本研究對(duì)中國(guó)、澳大利亞、俄羅斯、荷蘭、墨西哥、智利及中國(guó)黃淮麥區(qū)不同年代種質(zhì)資源的農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀、高、低分子量麥谷蛋白亞基的遺傳特點(diǎn)及遺傳變異進(jìn)行了分析，并探討了高、低分子量麥谷蛋白亞基對(duì)品質(zhì)性狀的效應(yīng)及1BL/1RS易位對(duì)小麥品質(zhì)性狀的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　 1、不同區(qū)域小麥種質(zhì)資源的主要性狀具有

3、明顯差異。中國(guó)小麥的生育期短、植株低、粒重高、單株成穗數(shù)較少、旗葉較寬、穗子較小且不育小麥數(shù)多、面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間短；澳大利亞小麥的生育期較短、植株較低、面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)、單株成穗數(shù)較少、旗葉窄、粒重和蛋白質(zhì)含量低；俄羅斯小麥的生育期較長(zhǎng)、植株高、穗粒數(shù)少、粒重低、單株成穗數(shù)多、旗葉窄、面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)；荷蘭小麥的生育期較長(zhǎng)、植株較低、單株成穗數(shù)多、面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)、小穗數(shù)少、粒重偏低；墨西哥小麥的生育期短

4、、粒數(shù)較多、粒重較高、面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)、單株成穗數(shù)和小穗數(shù)少；智利小麥的生育期長(zhǎng)、植株較高、葉面積大、穗大、成穗數(shù)較多、蛋白質(zhì)和濕面筋含量高、面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)單株穗數(shù)和小穗數(shù)多但粒重低。
　　 2、不同區(qū)域種質(zhì)資源的遺傳基礎(chǔ)及高、低分子量麥谷蛋白亞基的等位變異數(shù)量、類型和各亞基出現(xiàn)的頻率存在明顯差異。6個(gè)國(guó)家種質(zhì)資源的22個(gè)性狀多樣性指數(shù)平均值的大小順序?yàn)椋褐袊?guó)(1.968)＞墨西哥(1.963)＞俄羅斯(1

5、.914)＞智利(1.901)＞澳大利亞(1.899)＞荷蘭(1.861)。聚類分析表明，區(qū)域間種質(zhì)資源的遺傳差異明顯大于區(qū)域內(nèi)種質(zhì)資源的遺傳差異。Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1、Glu-A3和Glu-B35個(gè)變異位點(diǎn)上，中國(guó)種質(zhì)資源分別有3、9、5、5和7種等位變異，主導(dǎo)亞基分別為1、7+8、2+12、GluA3a、GluA3d和GluB3j，對(duì)品質(zhì)性狀具有較大正向效應(yīng)的1、14+15和7+8亞基出現(xiàn)的頻率較高；澳大利亞小麥

6、分別有3、7、3、5和6種等位變異，主導(dǎo)亞基分別為1、7+8、2+12、GluA3c和GluB3b，對(duì)品質(zhì)性狀具有較大正向效應(yīng)的亞基1、17+18、7+8和GluB3b出現(xiàn)的頻率較高；俄羅斯小麥分別有3、6、4、5和6種等位變異，主導(dǎo)亞基分別為1、7+9、5+10、GluA3f和GluB3g，對(duì)品質(zhì)性狀具有較大正向效應(yīng)的5+10、GluA3f、GluB3b和GluB3g亞基出現(xiàn)的頻率較高；荷蘭小麥的5個(gè)變異位點(diǎn)上分別有3、7、2、5、6

7、種等位變異，主導(dǎo)亞基分別為N、7+9、5+10、GluA3c和GluB3g，對(duì)品質(zhì)性狀具有較大正向效應(yīng)的亞基5+10、GluA3f、GluB3f和GluB3g出現(xiàn)的頻率較高；墨西哥小麥分別有3、6、4、5和6種等位變異，主導(dǎo)亞基分別為1、7+9、5+10、GluA3d和GluB3j，對(duì)品質(zhì)性狀具有較大正向效應(yīng)的亞基1、5+10和GluB3f出現(xiàn)的頻率較高；智利小麥分別有3、7、2、5和6種等位變異，主導(dǎo)亞基分別為N、1、17+18、2+

8、12、GluA3d和GluB3g，對(duì)品質(zhì)性狀具有較大正向效應(yīng)的亞基17+18、GluA3f和GluB3g出現(xiàn)的頻率較高。
　　 3、各位點(diǎn)上不同等位變異對(duì)品質(zhì)性狀的效應(yīng)存在顯著差異，對(duì)品質(zhì)性具有較大正向效應(yīng)的亞基分別為1、17+18、7+8、14+15、5+10、GluA3f.GluA3c、GluB3g、GluB3f和GluB3b，對(duì)品質(zhì)性狀正向效應(yīng)較小的亞基分別為6+8、13+16、2.2+12、GluA3a和GluB3j。高

9、分子量麥谷蛋白亞基組合1、17+18、2+12，1、17+18、5+10和低分子量麥谷蛋白亞基組合GluA3c、GluB3g，GluA3d、GluB3g和GluA3f、GluB3b對(duì)品質(zhì)性狀的正向效應(yīng)顯著優(yōu)于其它亞基組合，而含有亞基組合N、14+15、2+12或GluA3b、GluB3j品種的品質(zhì)性狀明顯偏差。高、低分子量麥谷蛋白亞基組合為1、7+8、5+10、GluA3d、GluB3d，1、7+9、5+10、GluA3c、GluB3f

10、,1、7+9、5+10、GluA3c、GluB3g,2+、7+9、2+12、GluA3c、GluB3j,1、17+18、5+10、GluA3c、GluB3j品種的品質(zhì)性狀較優(yōu)，而含有1、7+9、5+10、GluA3b、GluB3d，2、7+9、5+10、GluA3fGluB3j，2＋、7+9、5+10、GluA3fGluB3g亞基組合品種的品質(zhì)性狀較差。
　　 4、1BL/1RS易位顯著降低了面筋含量和面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間。1BL/1R

11、S易位和非1BL/1RS易位條件下各亞基對(duì)品質(zhì)性狀的相對(duì)效應(yīng)發(fā)生了明顯變化，相對(duì)而言，2*亞基對(duì)蛋白質(zhì)含量、17+18亞基對(duì)濕面筋含量、7+9亞基對(duì)濕面筋含量和面團(tuán)形成時(shí)間、GluA3b亞基對(duì)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間以及GluA3c和GluA3f亞基對(duì)品質(zhì)性狀的綜合效應(yīng)在1BL/1RS易位系中所起的作用大于非1BL/1RS易位系；而1亞基對(duì)面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、GluA3b亞基對(duì)蛋白質(zhì)含量和濕面筋含量在非1BL/1RS易位系所起的作用明顯大于1BL/1RS

12、易位系?？偟膩碚f，各亞基在非1BL/1RS易位系中對(duì)品質(zhì)性狀能發(fā)揮更大的正向效應(yīng)。
　　 5、中國(guó)黃淮麥區(qū)小麥種質(zhì)資源隨著品種改良的進(jìn)展，旗葉寬、小穗數(shù)、不育小穗數(shù)、穗粒數(shù)、千粒重、單穗粒重和單株粒重的平均值呈增加趨勢(shì)，株高、倒一節(jié)長(zhǎng)、旗葉長(zhǎng)和單株成穗數(shù)的平均值呈降低趨勢(shì)，生育期、旗葉面積、穗長(zhǎng)、蛋白質(zhì)含、濕面筋含量、面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間呈先降低后增加趨勢(shì)。農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的多樣性指數(shù)及高、低分子量麥谷蛋白亞基的等位變異數(shù)均