论文部分内容阅读
果聚糖是小麦营养器官可溶性碳水化合物（Water soluble carbohydrates,WSC）主要存在形式。在干旱胁迫条件下,叶片衰老,光合作用受阻,花前茎叶暂贮性果聚糖成为有效补偿籽粒灌浆重要碳源,但其代谢转运分子遗传机制还不清楚。为此,本研究以1套以西峰20为供体亲本和晋麦47为轮回亲本经杂交、连续回交及4代自交建立的回交导入系（Introgression lines,ILs）群体（BC3F4）160个株系及其亲本为试验材料,对干旱胁迫（Drought stress,DS）和正常灌溉（Well-watered,WW）条件下,小麦花后茎叶果聚糖积累转运相关性状（果聚糖含量、果聚糖花前花后转运率及对籽粒的贡献率）进行时空表型差异分析,并对目标性状进行QTL定位和遗传剖析,研究结果如下:1.小麦ILs群体花后茎叶果聚糖积累转运相关性状表型变异广泛,变异系数在18.6979.29%（DS）和10.7458.09%（WW）之间;表型多样性指数在0.440.89（DS）和0.430.84（WW）之间;遗传力在0.290.67（DS）和0.290.63（WW）之间。果聚糖含量受发育阶段、器官,以及发育阶段及器官互作效应极显著影响;果聚糖转运率及对籽粒灌浆贡献率受水分和器官的极显著影响。2.共筛选出442个多态性SSR标记,平均每个SSR位点遗传多样性指数（H’）为0.31,多态性信息量（PIC）为0.25。其中,B基因组和第Ⅲ同源群H’与PIC较高,而D基因组和第Ⅰ同源群较低。通过聚类分析,该群体160个株系可分为5大类群。利用多态性SSR标记构建了1套涵盖小麦21条染色体的遗传图谱,总长度5857.39 cM,每条染色体的平均长度为277.27 cM,标记间平均距离为13.25 cM。3.对小麦ILs群体各目标性状进行QTL定位,共检测出82个控制小麦茎叶果聚糖积累转运相关性状的加性QTLs,分布在除1A和5D之外的19条染色体上,对表型变异的贡献率在0.0216.08%。共检测出122对控制果聚糖转运相关性状的上位性QTLs,在小麦21条染色体上均有分布,对表型变异的贡献率在0.76%14.11%。所检测到的加性和上位性QTLs均与水分环境发生显著互作,对表型变异的贡献率在0.01%18.08%。其中,上位性与水分互作是控制果聚糖积累转运相关性状表型变异的主导遗传因子。4.在1D、2A、2B等染色体上,发掘了14个与果聚糖积累转运相关的主效QTL位点。所检测到加性QTL在染色体不同标记区间呈不均匀分布,形成了QTL热点区域。如2A染色体的Xgwm311-Xgwm294和Xgwm95-Xgwm473.2,2D染色体的Xgwm261-Xwmc797,4A染色体的Xbarc327-Xwmc219,4D染色体的Xwmc74-Xwmc457,5B染色体的Xwmc759-Xwmc740,6A染色体的Xwmc145-Xmag1470,以及7B染色体的Xmag1134-Xcnl105,Xcfa2040-Xmag1475和Xmag353.1-Xmag1231标记区间定位了多个控制同一目标性状或不同目标性状的QTL,即存在“一因多效”现象。本研究通过构建小麦ILs群体遗传连锁图谱,对不同水分条件下该群体花后茎叶果聚糖代谢转运相关性状进行QTL定位和遗传剖析,明确了上位性与水分互作是控制果聚糖积累转运相关性状表型变异的主导遗传因子。所发掘的主效QTL,及其热点区域将为小麦抗旱分子遗传改良提供理论依据。