小麦遗传连锁图谱构建及主要农艺和品质性状QTL定位

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 70次 | 上传用户:oicq35952268
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小麦(Triticum aestivum L.)是世界上重要的粮食作物之一。普通小麦是异源六倍体(2n=6x=42),含有A、B和D三个染色体组,基因组巨大,而且其中80%以上的DNA为重复序列,导致遗传标记在不同材料间的多态性较差,小麦的遗传研究落后于玉米、水稻等作物。因此,构建高密度小麦分子标记遗传连锁图,对主要农艺和品质相关性状进行QTL定位,明确其在染色体上的位置和效应,对于主要农艺和品质性状的遗传改良具有重要意义。本研究利用两个品种间杂交获得的重组自交系(RIL)作图群体,进行了分子标记遗传连锁图谱的构建,并进行了主要农艺和品质性状的条件和非条件QTL分析,获得了以下主要结果:(1)利用3123对不同来源的引物对亲本潍麦8号和洛旱2号进行多态性筛选,共检测出343对多态性引物。利用筛选的多态性引物对潍麦8号与洛旱2号杂交创制的重组自交系群体(RIL,F8:9)进行基因组扫描,共有246对引物在群体中扩增出条带清晰并有差异的位点,大多数位点在两个群体中的分布符合1:1的分离比例,且为纯合位点。表明该群体适于进行作图研究。(2)运用作图软件MapMaker/EXP3.0和Joinmap v3.0,将348个位点分别定位在小麦的21条染色体上,构建出一张较高密度的遗传连锁图谱。该图谱全长3132.2cM,标记间的平均距离为9.0cM;其A、B和D三个基组的遗传长度分别是1086.1cM、1170.8cM和875.2cM;以7B染色体上标记最多,为47个,3D上最少,只有2个。三个基组中,B基组的标记密度最高,D组最低;在7个部分同源群中,第7部分同源群标记密度最高,第6部分同源群最低。标记在染色体上的位置和顺序与graingenes2.0(http://wheat.pw.usda.gov/GG2/index.shtml)的基本一致。(3)利用完备区间作图软件IciMapping v3.0对小麦22个主要农艺性状(产量及其相关性状、株高、生育期、旗叶性状等)和8个主要品质性状(蛋白质含量、湿面筋含量、面团形成时间、面团稳定时间、容重、面粉白度、面粉吸水率和籽粒硬度)进行了2年3点的试验并进行QTL定位分析。共检测到30个性状的324个加性QTL位点,分布在所有的小麦染色体上,单个QTL可解释2.523.2%的性状表型变异;有54个QTL能解释>10%的性状表型变异,为主效QTL,其中12个QTL能在不同环境中被重复检测到。(4)首次对小麦产量与产量构成因素进行条件QTL分析。分析结果表明,千粒重在单个QTL水平对产量的贡献最高,其次是1米行长穗数,但是二者的贡献大小相差不明显,再次是主茎穗粒数和穗粒重,平均穗粒数在单个QTL水平对1米行长产量的的贡献最低。通过对蛋白质含量与产量构成因素的条件分析表明,千粒重和穗粒数对蛋白质含量的影响较大,且二者对的蛋白含量的影响大小大体相当,但二者在QTL水平影响的位点不同;1米行长穗数在单个QTL水平对蛋白质含量的影响较小。通过对面团稳定时间和产量相关性状条件分析表明,穗粒数、千粒重和1米行长穗数对面团稳定时间的表型变异影响很小,表明产量因素对小麦的加工品质影响甚微,提高产量不会影响到面粉加工品质的改良。QDst-WL-2D、QGpc-WL-5B和QGpc-WL-7A在排除穗粒数、千粒重和1米行长穗数的影响后仍然能够被检测到,并且能够解释较高的表型变异率,说明这三个QTL受产量及相关因素影响很小,通过对这三个位点的标记选择可能实现产量和品质的同时提高。通过对株高与节间长的条件QTL分析结果表明,倒三节间长对株高在单个QTL水平贡献最高。
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