燕麥種質資源多樣性及重要農藝性狀的QTL分析.pdf

1、燕麥(Avena spp.)是營養(yǎng)豐富的糧食和重要的飼料來源。栽培燕麥有兩種類型，即皮燕麥和裸燕麥。皮燕麥廣泛分布于世界的溫帶地區(qū)，而裸燕麥主要在中國的華北、西北和西南地區(qū)種植。燕麥因具有預防皮膚病、高膽固醇癥、心血管疾病和糖尿病等優(yōu)點，被公認為是一種保健食品。目前全世界保存20多萬份燕麥及其野生種資源，中國國家種質庫保存了4800多份燕麥種質資源。為促進燕麥在種質創(chuàng)新和育種中的利用，有必要加強燕麥遺傳資源評價研究，挖掘有用的種質材料。

2、本研究以來自五個國家即巴西、加拿大、中國、蒙古和美國的286份燕麥種質為試驗材料，應用表型和基因型分析手段，研究了燕麥種質性狀的形態(tài)變異和分子遺傳多樣性，探討了不同國家燕麥種質的遺傳結構和親緣關系，發(fā)現了一批重要農藝性狀的分子標記和QTLs。主要研究結果如下:
　　1、表型鑒定:燕麥種質的八個形態(tài)特征差異顯著。分蘗數最多的品種(6.77)來自巴西;株高最高的品種(98.19cm)來自中國，最矮的(72.13cm)來自巴西;穗長最長

3、(16.57cm)、小穗數最多(49.75)和旗葉長最長(26.10cm)的品種均來自蒙古。加拿大的材料具有較高的單株粒重(8.14g)和種子千粒重(44.47g)，表現出較高的產量潛力。在主成分分析(PCA)中，前三個主成分的累積變異率為76.51％。第一主成份的貢獻主要來自穗長和小穗數，可認為是穗部因子。第二主成份的貢獻主要來自單株有效分蘗數、單株粒重和千粒重，可認為是產量因子。第三主成分的貢獻主要來自有效分蘗數和千粒重，但千粒重起

4、到了反向作用。燕麥株高與旗葉長(r=0.691)、穗長與小穗數（r=0.662）、旗葉長與旗葉寬度(r=0.639)是關系最密切的性狀。單株粒重與其他性狀的相關性均極顯著，表明在對單株粒重選擇時應與其他相關性狀一同考慮?；谛螒B(tài)數據的聚類分析將286份燕麥種質劃分為五個類群，這些類群與種質來源無相關性。第1類群具有株型矮小，但有效分蘗數高的特點。第2類群的效分蘗數處于第二多的位置。第3類群的有效分蘗數最少，但是所有其他性狀都處于第二的位

5、置。第4類群除了有效分蘗數外，所有性狀均為最高值。第5類群所有八個形態(tài)特征的值處在中間水平。
　　2、基因結構和多樣性分析:利用83個SSR標記檢測出了290個等位基因。每個SSR位點的平均等位基因數為3.49，范圍從2個到8個。等位基因頻率為0.002至0.709，平均為0.262。所有燕麥品種的SSR標記的平均基因多樣性為0.67，范圍從0.44到0.85。SSR標記的平均雜合性為0.49，分布范圍從0到0.98。PIC變化從

6、0.37到0.83。基于SSR數據和材料來源的聚類分析表明，中國燕麥資源與蒙古的關系密切，巴西的品種與美國的更接近。加拿大的品種不同于其他四個國家，這表示加拿大燕麥品種具有更獨特的遺傳背景?；赟SR數據的所有材料聚類分析表明，286份燕麥種質被分為六個集群?？偟膩碇v，集群的遺傳多樣性與材料的地理來源存在密切相關性。遺傳結構分析表明，鑒定出的六個亞群正好與聚類分析得到的六個集群匹配良好，分析表明加拿大與中國和美國有密切的燕麥種質資源交換

7、，巴西種質流向了美國，蒙古種質相對隔離，僅與中國有一定交流。
　　3、關聯分析:通過TASSEL的GLM模型分析，發(fā)現有41個SSR標記與八個形態(tài)性狀相關聯，顯著水平在P＜0.001以上，包括1個有效分蘗數、2個穗長、11個穗粒數、5個株高、7個葉片長度、3個葉片寬度、3個單株粒重和9個千粒重的標記。這些SSR標記解釋的表型變異從2.5％-10.8％。發(fā)現了5個多關聯標記，其中每個與2-3個性狀密切關聯。同時還發(fā)現多個SSR等位標

8、記與單個性狀相關聯，包括AM2201-1/AM2201-2與株高、AM337-4/AM337-5與千粒重、AM3385-3/AM3385-3與千粒重等。
　　4、QTL分析:利用SSR標記和224株的F2分離群體，構建了燕麥粒型相關遺傳連鎖圖譜，包含88個位點，覆蓋975.3cM長度，由17個連鎖群組成。最大連鎖群包含19個SSR標記，覆蓋長度為129.3 cM，最小連鎖群上只有2個SSR標記。連鎖群兩個標記之間的最小距離＜0.0