發(fā)掘人工合成小麥中增加千粒重的QTL.pdf

1、小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾募Z食作物之一，由于瓶頸效應(yīng)與長(zhǎng)期選擇，使現(xiàn)代栽培小麥的遺傳基礎(chǔ)狹窄。小麥野生近緣種中存在有大量可用于小麥改良的優(yōu)異基因。因此，發(fā)掘并利用小麥野生近緣種中的優(yōu)異基因，有利于拓寬栽培小麥的遺傳基礎(chǔ)。千粒重是小麥產(chǎn)量的構(gòu)成因素之一，進(jìn)一步提高千粒重是小麥超高產(chǎn)育種的一條重要途徑。然而千粒重與穗粒數(shù)和穗數(shù)通常呈負(fù)相關(guān)，與株高正相關(guān)，成為小麥超高產(chǎn)育種的重要限制因素。本研究利用四倍體波斯小麥(2n=28，AABB)與粗山羊草A

2、e38(2n=14，DD)雜交人工合成的六倍體小麥Am3為供體親本，普通小麥萊州953為輪回親本，經(jīng)5次回交的兩個(gè)F2:3次級(jí)分離群體(高千粒重群體85個(gè)家系和低千粒重群體75個(gè)家系)為材料，通過分子標(biāo)記檢測(cè)，發(fā)掘人工合成小麥中增加千粒重的QTL，并對(duì)其它農(nóng)藝性狀進(jìn)行QTL定位，為QTL的進(jìn)一步精細(xì)定位和克隆等研究奠定基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下： 1.采用SSR熒光標(biāo)記分析技術(shù)和銀染技術(shù)相結(jié)合的方法用648對(duì)不同來(lái)源的SSR引物對(duì)親本萊

3、州953和Am3進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)，其中348對(duì)引物在兩親本間有穩(wěn)定的多態(tài)性，多態(tài)性頻率為53.7％。有66對(duì)SSR引物在高千粒重導(dǎo)入系群體中出現(xiàn)多態(tài)性，占多態(tài)性標(biāo)記的18.96％。有63對(duì)SSR引物在低千粒重導(dǎo)入系群體中出現(xiàn)多態(tài)性，占多態(tài)性標(biāo)記的18.1％。 2.利用MapManager軟件，將高千粒重導(dǎo)入系群體的58個(gè)多態(tài)性SSR標(biāo)記定位在小麥8條染色體上，連鎖圖總長(zhǎng)為344.6cM，平均每個(gè)標(biāo)記間的遺傳距離為5.9cM。同樣的

4、方法將低千粒重導(dǎo)入系群體的52個(gè)多態(tài)性SSR標(biāo)記定位在小麥9條染色體上，連鎖圖的總長(zhǎng)為366.9cM，平均每個(gè)標(biāo)記間的遺傳距離為7.1cM。導(dǎo)入片段遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論值。 3.利用WindowsQTLCartographer2.0軟件，采用復(fù)合區(qū)間作圖法取LOD≥2.5為閾值，對(duì)兩個(gè)群體進(jìn)行OTL檢測(cè)。在高千粒重群體中共檢測(cè)到10個(gè)QTL，其中3個(gè)千粒重OTL分別位于1A、3D和4B染色體上，1個(gè)粒長(zhǎng)QTL位于7B染色體上，2個(gè)粒寬O

5、TL分別位于1A、和4B染色體上，2個(gè)穗數(shù)QTL分別位于4B和7B染色體上，2個(gè)株高OTL分別位于3D和4B染色體上。在低千粒重群體中共檢測(cè)到17個(gè)QTL，其中3個(gè)千粒重OTL分別位于1A、4B和7B染色體上，4個(gè)粒長(zhǎng)QTL分別位于1A和2D染色體上，1個(gè)粒寬QTL位于7B染色體上，2個(gè)穗數(shù)QTL分別位于4B和7B染色體上，2個(gè)株高QTL分別位于2D和4B染色體上，5抽穗期QTL分別位于2A、2D、6B和7B染色體上。 4.在高

6、千粒重導(dǎo)入系群體中，共檢測(cè)到3個(gè)來(lái)自Am3增加千粒重的新的QTL位點(diǎn)(QGw.caas-1A1、QGw.caas-3D、QGw.caas-4B1)。QGw.caas-3D在3個(gè)環(huán)境中都檢測(cè)到，解釋表型變異18.1％-31.8％，增加千粒重2.3-4.8g，表明該QTL是一個(gè)穩(wěn)定的主效QTL。QGw.caas-1A1在2個(gè)環(huán)境中檢測(cè)到，解釋表型變異21.4％-33.8％，增加千粒重2.7-3.8g。QGw.caas-4B1在2個(gè)環(huán)境中檢測(cè)

7、到，解釋表型變異10.9％-30.2％，增加千粒重3.9-4.8g。所發(fā)現(xiàn)的增加千粒重OTL與穗數(shù)、穗粒數(shù)和株高不存在不利的相關(guān)關(guān)系，有利于千粒重、穗數(shù)、穗粒數(shù)的同步提高及株高的降低，因此是較為理想的提高千粒重的QTL。 5.雖然輪回親本Am3的農(nóng)藝性狀比萊州953的差，但在導(dǎo)入系群體中，通過表型選擇和QTL分析，選出了一些農(nóng)藝性狀比輪回親本萊州953有較大改良的導(dǎo)入系。如高千粒重導(dǎo)入系IL6的平均千粒重為60.5g，平均穗粒數(shù)