小麦重要性状基因的分子检测及遗传效应分析

发布时间：2020-07-21 10:17

【摘要】：小麦是我国重要的粮食作物,优良小麦品种是保障我国小麦优质、高产的基础。目前,随着现代分子生物学技术的发展,小麦品种分子设计育种已作为小麦重要的现代育种技术建立和发展起来了,小麦品种分子设计首先是要全面解析小麦育种亲本材料的遗传基础,获得构成目标性状相关基因的特异性分子标记。近年来,利用现代生物学的技术和方法,一些小麦重要性状的遗传基础被解析,相关基因的特异性分子标记被开发,重要基因被克隆;利用已报道的小麦重要性状基因的特异性分子标记,进行育种亲本重要性状相关基因的特异性分子标记检测,有利于全面了解小麦育种亲本重要性状的遗传基础,为小麦品种分子设计育种中育种亲本选配及杂交后代的分子标记辅助选择建立基础。为此,本研究在查阅大量国内外相关研究文献的基础上,甄选了与小麦品质、熟性、株高、粒重、抗病性等重要性状相关基因的特异分子标记,对202份小麦材料进行了重要性状相关基因的特异性分子标记检测和农艺特性观测,分析了相关基因的遗传效应,获得了以下研究结果:1.抗条锈基因的分子检测表明,在检测的202份材料中,含Yr9基因的材料有63份;含Yr17基因的材料6份;含Yr26基因的材料有135份,Yr5基因缺乏可靠分子标记,未检测出含有Yr15和Yr18基因的材料,Yr10的分子标记可靠性需要进一步验证。成株期抗条锈特性鉴定表明,抗病材料有118份,占供试品种总数的71.95%,其rAUDPC值的范围为2.83%~35.96%;感病材料有46份,占28.05%,其rAUDPC值的范围为30.30%~90.00%;其中有27份材料表现免疫或者近免疫,rAUDPC值的范围为2.83%~19.86%。高代材料和引进材料中抗条锈病的比例要高于亲本材料。2.矮秆基因特异性分子标记检测结果表明:在供试材料中,有22份供试材料含有基因Rht-B1b,分布频率为10.89%;基因Rht-D1b、Rht8和不含3种矮秆基因的材料分布频率分别为73.76%、65.84%和6.93%,其中有12份材料含基因Rht-B1b+Rht8,有104份材料含Rht-D1b+Rht8。矮杆基因的遗传效应分析表明,3个矮秆基因均可以显著降低株高,其降秆效应分别为Rht-D1bRht-B1bRht8;矮秆基因具有累加效应,降秆效应Rht-D1b+Rht8Rht-D1bRht-B1b+Rht8Rht-B1bRht8。矮秆基因对有效分蘖、穗长、小穗数和穗粒数等特性影响不显著。基因Rht8可以显著提高千粒重,在矮秆基因利用中存在优势。3.春化基因检测表明,在供试材料中,基因Vrn-B1和Vrn-D1分布频率为13.86%和50%,并检测出了同时含有Vrn-B1和Vrn-D1基因的小麦材料;未发现携带Vrn-A1和Vrn-B3基因的小麦材料。在供试材料中,大部分小麦材料携带基因Ppd-D1a基因。春化基因能有效缩短小麦抽穗期,提高其生态适应性,为了更好地建设我国小麦早熟基因的基因库,应该引进含有Vrn-A1和Vrn-B3的小麦品种(系)。4.利用共显性标记检测结果显示,在供试材料中,有约占8%左右的小麦材料携带1Dx5+1Dy10基因,1Dx5+1Dy10基因能够显著影响小麦沉降值、面团形成时间和面团稳定时间等,进一步影响小麦的品质性状,但在穗长、小穗数和穗粒数等方面有负效应。5.籽粒特性主效基因检测表明,在供试材料中,只含TaCwi-A1a基因的材料占19.31%;只含TaSUS2-2B-H基因的占42.57%;同时含有以上两个基因型的小麦品种(系)占11.39%。TaSUS2-2B-H基因对小麦小穗数和穗粒数有促进作用,TaCwi-A1a基因和TaSUS2-2B-H基因均可以显著地增加小麦籽粒的宽、直径和千粒重。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1
【图文】：

序列,试材,分子标记,秆基

第三章结果与分析要农艺特性基因的特异分子检测及分布秆基因特异分子检测及分布试验采用 Ellis 等（2002）和唐娜等（2012）改进的分子标记来检测 Rh的等位基因。若小麦材料中存在显性的 Rht-B1b，则能通过引物对 BF（5’9 bp 的 M13for 序列）和 MR1 得到 256 bp 的目的条带（如图 3-1）；同t-B1b、Rht-D1a 和 Rht-D1b 用其对应的引物扩增，扩增片段长度依次是 -1）、283 bp 和 273 bp（图 3-2）。试验表明，分子标记 Xgwm261 能小麦材料中检测出 192 bp（图 3-3），被广泛使用；而标记 WMC503 行鉴定（如图 3-4）。为了增加试验的准确性，本试验采用以上两种标记记均显示为阳性时，则记为含有 Rht8 基因。M 1 2 3 4 5 6a b a b a b a b a b a b

试材,引物扩增,引物,辉县

图 3-2 部分供试材料矮秆基因 Rht-D1b 的 STS 引物扩增的情况Fig. 3-2 Results of PCR amplification with primer BF-MR2 in some tested varietiesDL2000 marker; 1: 辉县红; 2: 中国春; 3~6: 部分供试材料; a: 引物 DF-MR2 （即 R的扩增情况; b: 引物 DF2-WR2 （即 Rht-D1a）的扩增情况。: M: DL2000 marker; 1: Hui Xianhong; 2 : Chinese Spring; 3~6: Other materials; a: Resation with the slightly modified primer BF-MR1(Rht-D1b); b: Results of the amplificatioslightly modified primer BF-WR1(Rht-D1a).图 3-3 部分供试材料矮秆基因 Rht-8 的 Xgwm261 引物的扩增情况Fig. 3-3 Results of PCR amplification with primer Xgwm261 in some tested varieties200 bpM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

试材,引物,情况,遗传效应分析

小麦重要性状基因的分子检测及遗传效应分析图 3-2 部分供试材料矮秆基因 Rht-D1b 的 STS 引物扩增的情 Results of PCR amplification with primer BF-MR2 in some testerker; 1: 辉县红; 2: 中国春; 3~6: 部分供试材料; a: 引物 DF-M的扩增情况; b: 引物 DF2-WR2 （即 Rht-D1a）的扩增情况。00 marker; 1: Hui Xianhong; 2 : Chinese Spring; 3~6: Other matehe slightly modified primer BF-MR1(Rht-D1b); b: Results of theslightly modified primer BF-WR1(Rht-D1a).a b a b a b a b a b a 1 2 3 4 5 M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

【参考文献】