小麥揉混特性和溶劑保持力的全基因組關(guān)聯(lián)分析.pdf

1、小麥（Triticum aestivum L.）是世界上主要糧食作物之一。隨著生活水平的提高，人們對(duì)用來制作主食的面粉的品質(zhì)要求越來越高。因此，研究小麥主要品質(zhì)特性，挖掘控制品質(zhì)的遺傳基因，明確基因與性狀之間的關(guān)系是獲得優(yōu)質(zhì)小麥品種的前提。
　　本研究選取205份中國(guó)冬麥區(qū)20世紀(jì)80年代以來的推廣品種或骨干親本構(gòu)建自然群體，并以該群體作為實(shí)驗(yàn)材料，利用小麥90K SNP基因芯片技術(shù)構(gòu)建完成的復(fù)合遺傳圖譜，對(duì)小麥揉混特性和溶劑保持

2、力進(jìn)行相關(guān)性分析和全基因組關(guān)聯(lián)分析（Genome-wide association study，GWAS）。研究結(jié)果如下：
　　1．表型分析：對(duì)揉混特性的表型變異分析表明，除峰值時(shí)間和峰值寬度，其他揉混特性參數(shù)在兩環(huán)境中表現(xiàn)出明顯差異。各性狀的變異系數(shù)表現(xiàn)不同，其中曲線尾寬、8分鐘帶寬，峰值時(shí)間揉混左斜率和右斜率的變異系數(shù)均超過20％，其他揉混參數(shù)的變異系數(shù)在9.7%-20%之間。說明本研究群體在揉混特性上具有比較豐富的遺傳變異，

3、利用現(xiàn)有種質(zhì)資源對(duì)冬小麥的品質(zhì)性狀改良具有較大潛力。對(duì)溶劑保持力的表型變異分析表明，四種溶劑保持力（蔗糖SRC，碳酸鈉SRC，乳酸SRC，水SRC）在兩環(huán)境中表現(xiàn)出明顯差異。各性狀的變異系數(shù)表現(xiàn)不同，其中乳酸SRC和水SRC（E1）的變異系數(shù)均超過10%，其他性狀的變異系數(shù)范圍是7.9-9.11%，說明溶劑保持力的遺傳改良潛力一般。
　　2．揉混特性的關(guān)聯(lián)分析：通過全基因組關(guān)聯(lián)分析，在p<0.001水平（顯著水平），兩個(gè)環(huán)境下共檢

4、測(cè)到415個(gè)與小麥揉混特性關(guān)聯(lián)的標(biāo)記/性狀關(guān)聯(lián)（ marker- trait association，MTA）位點(diǎn)，分布在小麥20條染色體上，單個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)表型變異貢獻(xiàn)率（R2）范圍為5.19–16.3%。本研究在1B和1D染色體上檢測(cè)到多個(gè)控制揉混特性的重要位點(diǎn)。其中位于1B染色體上的位點(diǎn) BS00022851_51、 Excalibur_c40993_1129和RFL_Contig2826_548是同時(shí)控制兩個(gè)揉混參數(shù)的多效性基因位點(diǎn)

5、，且三者距離相近。在1D染色體上檢測(cè)到的顯著多效性關(guān)聯(lián)位點(diǎn)高達(dá)30個(gè)，其中位點(diǎn)D_GA8KES401EYUM8_190同時(shí)控制峰值時(shí)間和曲線尾寬，且在兩環(huán)境中穩(wěn)定表達(dá)，對(duì)峰值時(shí)間的表型貢獻(xiàn)率為15.9%；位點(diǎn)GENE-0511_161同時(shí)控制峰值時(shí)間、8分鐘帶高和曲線尾高三個(gè)性狀，對(duì)峰值時(shí)間的表型變異貢獻(xiàn)率高達(dá)16.3%，是主效位點(diǎn)；位點(diǎn)GENE-0511_484和 Kukri_c6051_640同時(shí)控制峰值時(shí)間、曲線尾高和8分鐘帶高三

6、個(gè)揉混參數(shù)，對(duì)峰值時(shí)間的貢獻(xiàn)率高達(dá)15.92%，是在兩環(huán)境中穩(wěn)定表達(dá)的主效位點(diǎn)；位點(diǎn)BS00021702_51同時(shí)控制峰值時(shí)間、8分鐘帶高、8分鐘帶寬和曲線尾高四個(gè)性狀，表型變異貢獻(xiàn)率高達(dá)16.3%，是在兩個(gè)環(huán)境中穩(wěn)定表達(dá)的主效位點(diǎn)。
　　3．溶劑保持力的關(guān)聯(lián)分析：通過全基因組關(guān)聯(lián)分析，在p<0.001水平（顯著水平），兩個(gè)環(huán)境下共檢測(cè)到313個(gè)與溶劑保持力特性相關(guān)的關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，分布在小麥19條染色體上。位于6A染色體上控制蔗糖SR

7、C的位點(diǎn)GENE-3780_131是在E2環(huán)境下檢測(cè)到的主效位點(diǎn)，表型貢獻(xiàn)率高達(dá)20.0%；位于1D染色體上的主效位點(diǎn)BS00021851_51，對(duì)乳酸SRC表型變異貢獻(xiàn)率為12.4%；位點(diǎn)IAAV1634是控制水SRC的顯著和相對(duì)穩(wěn)定（至少在兩個(gè)環(huán)境中檢測(cè)到）位點(diǎn)，貢獻(xiàn)率為5.98-7.87%。在E1環(huán)境中檢測(cè)到的位點(diǎn)RFL_Contig29_1062和BS00094342_51的表型變異貢獻(xiàn)率分別為10.11%和10.85%，均大于

8、10%，是主效位點(diǎn)。與水SRC關(guān)聯(lián)的大多數(shù)位點(diǎn)只在E1環(huán)境中檢測(cè)到，且貢獻(xiàn)率普遍較低。檢測(cè)到7個(gè)控制碳酸鈉SRC的主效位點(diǎn)，位于7A染色體上的位點(diǎn)IACX72和wsnp_Ex_c15988_24402251具有最高表型變異貢獻(xiàn)率，為11.1%；位點(diǎn)BS00000010_51在E2環(huán)境中檢測(cè)到，其他位點(diǎn)都在E1環(huán)境中檢測(cè)到。檢測(cè)到27個(gè)控制蔗糖SRC的主效位點(diǎn)，表型變異貢獻(xiàn)率大于10%，分布在1B、2B、5A和7A染色體上。
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9、．多效性關(guān)聯(lián)位點(diǎn)分析：本研究在控制小麥揉混特性與溶劑保持力的關(guān)聯(lián)位點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)了9個(gè)SNP標(biāo)記同時(shí)與小麥揉混特性和溶劑保持力相關(guān)聯(lián)。其中同時(shí)控制8分鐘帶寬和蔗糖 SRC的標(biāo)記最多，均為位于5A染色體上的相對(duì)穩(wěn)定位點(diǎn)。位點(diǎn)GENE-3780_131同時(shí)與8分鐘帶高、8分鐘帶寬、曲線尾高、蔗糖SRC四個(gè)性狀關(guān)聯(lián)，最高貢獻(xiàn)率達(dá)20.11%，是重要的主效位點(diǎn)；位點(diǎn)BS00022524_51同時(shí)與8分鐘帶寬、乳酸SRC、水SRC三個(gè)性狀關(guān)聯(lián)，但貢獻(xiàn)率