小麥親本及其雜交后代氮代謝相關(guān)指標(biāo)的遺傳與表達(dá)研究.pdf

1、氮素是小麥生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，為了提高小麥產(chǎn)量，氮肥的實(shí)際施用量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)最佳經(jīng)濟(jì)施用量，這種過(guò)量施用不僅造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)，還造成了環(huán)境污染。因此，在小麥生產(chǎn)中，提高氮素利用效率，選育氮高效的小麥品種至關(guān)重要。
　　通過(guò)苗期水培和田間盆栽試驗(yàn)，均設(shè)置3個(gè)氮水平，分析不同氮效率小麥親本及其后代氮代謝相關(guān)指標(biāo)的遺傳，為氮高效小麥育種的親本選配和后代選擇提供理論依據(jù)和參考。主要研究結(jié)果如下:
　　1.苗期水培條件下氮代謝相關(guān)

2、指標(biāo)遺傳差異
　　氮素吸收相關(guān)的根系指標(biāo)隨著氮水平增加先大幅下降后趨于平緩，氮素利用相關(guān)的指標(biāo)隨著氮水平增加先大幅升高后有小幅度的升高或降低。12個(gè)組合在3個(gè)氮水平下大多數(shù)指標(biāo)呈現(xiàn)正向雜種優(yōu)勢(shì)。以低氮高效和高氮高效品種做親本組配利于在低氮環(huán)境下對(duì)優(yōu)良后代的選擇，以氮高效品種做親本有利于后代在正常供氮時(shí)的生長(zhǎng)。3個(gè)組合(YM35×DK138、YM35×LF6010、LM14×W9903)在3個(gè)氮水平下的次數(shù)分布基本呈正態(tài)分布，符合數(shù)

3、量性狀的分布規(guī)律特點(diǎn)。組合LM14×W9903 F2代變異系數(shù)較高，且在低氮和高氮水平下變異范圍較廣，因此以雙高效品種LM14做親本利于后代選擇。
　　2.苗期水培條件下氮代謝相關(guān)基因表達(dá)差異
　　根系硝酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的3個(gè)基因的表達(dá)量趨勢(shì)一致，均隨著氮水平升高呈先大幅下降后趨于平緩，與根長(zhǎng)和根鮮重的變化一致。雜種優(yōu)勢(shì)整體表現(xiàn)為正向。品種LM14根系NRT1.1在LN水平的表達(dá)量增加倍數(shù)最大，其在LN下的優(yōu)良表現(xiàn)同根鮮重和硝酸還

4、原酶等生理指標(biāo)結(jié)果一致。葉片NRT1.1和GS1c的表達(dá)量均隨著氮水平增加呈先大幅上升后小幅下降趨勢(shì)，雜種優(yōu)勢(shì)整體表現(xiàn)為正向。小麥根系與葉片NRT1.1的表達(dá)變化趨勢(shì)不一致，根系NRT1.1的表達(dá)量在氮脅迫時(shí)大幅升高，而葉片NRT1.1的表達(dá)量在氮脅迫時(shí)大幅下降，這可能與該基因?qū)ν庠聪跛猁}的應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。
　　3.大田盆栽條件下氮代謝相關(guān)指標(biāo)遺傳差異
　　利用基因型與環(huán)境互作的加性-顯性遺傳模型，對(duì)7個(gè)小麥品種及其組配的12

5、個(gè)雜交組合在3個(gè)氮水平下的10個(gè)氮代謝相關(guān)性狀進(jìn)行遺傳與相關(guān)性分析。結(jié)果表明，通過(guò)加性效應(yīng)預(yù)測(cè)值得出，品種DK138和.JN10可作為親本以提高后代的氮素利用效率和氮素生理效率。大多數(shù)組合的顯性主效應(yīng)與不同氮水平下的顯性×環(huán)境互作效應(yīng)在方向上不盡一致，表明小麥氮高效雜交后代的選擇宜考慮特定的氮水平條件，適量低氮水平下利于發(fā)揮材料自身潛力，適合氮代謝相關(guān)性狀優(yōu)良后代的選擇。雜交組合LM14×W9903的F2代變異系數(shù)和變異范圍在N1水平下