小麦萌发期耐盐碱相关性状关联分析及种质资源的筛选

发布时间：2020-11-04 10:38

　　 小麦是我国重要的粮食作物,分布较为广泛。盐碱地占我国耕地面积的四分之一,导致可耕作面积减少,造成小麦产量下降。因此,研究小麦萌发期相关性状与耐盐碱性之间的关系,筛选耐盐碱小麦种质资源、挖掘与耐盐碱相关的基因位点,可以为小麦耐盐碱育种提供参考和依据。本研究利用205份小麦品种(系)构成的自然群体为材料,采用水培法培育幼苗,在盐碱胁迫条件(NaCl:70mmol/L;NaHCO_3:30mmol/L)和对照条件(去离子水)进行萌发期形态和生理指标的测量。采用隶属函数值、主成分分析、综合评价值(D值)以及聚类分析方法对小麦耐盐碱性进行综合评价;通过全基因组关联分析定位相关性状显著位点,为小麦耐盐碱基因挖掘及分子标记辅助选择提供依据。主要研究结果如下:1.表型变异分析:在盐碱和对照条件下,各个指标的变异系数表现不同。苗含水量和根含水量在两种条件下的变异系数均低于10%,而且差异较小;变异系数最大的是脯氨酸,说明其对盐碱胁迫反应较敏感。2.相关性分析:苗高、胚芽鞘长、地上鲜重和干重、干重根冠比两两之间均呈极显著相关;苗含水量与最长根长、地上和地下鲜重、鲜重根冠比、干重根冠比、可溶性糖含量均有显著相关性;根含水量与地下鲜重、鲜重根冠比和苗含水量呈极显著正相关;脯氨酸含量与最大根长、干重根冠比、苗含水量、可溶性糖含量呈极显著相关。3.主成分分析:利用主成分分析将14个耐盐碱单项指标归纳为5个综合指标,分别是地上物质、根冠比、根含水量、根数、脯氨酸含量,累积贡献率达到82.557%。因此,可以考虑将贡献率较高的地上物质、根冠比、根含水量作为小麦萌发期耐盐碱的筛选指标。4.耐盐碱种质资源的筛选:在主成分分析的基础上,求出耐盐碱综合评价值(D值)并进行聚类分析,筛选出7个高耐盐碱品种,占总材料的3.41%;18个耐盐碱品种,占总材料的8.78%;118个中度耐盐碱品种,占总材料的57.56%;61个盐碱敏感品种,占总材料的29.76%。5.通过关联分析,检测到与耐盐碱相关性状有关的位点共412个,分布在除了4D染色体之外的20条染色体上,解释了5.29%-11.03%的表型变异。在盐碱条件下,检测到220个显著位点,在对照条件下检测到192个,而且还检测到41个一因多效位点。在两种条件下,检测到7D染色体IAAV9104位点控制可溶性糖含量;5A染色体wsnp_Ra_c11532_18688426、7A染色体RAC875_c66770_208位点同时控制地上鲜重和干重;2B染色体wsnp_Ex_c12675_20144479、4A染色体上Kukri_c46421_168、BobWhite_c7260_197位点是控制胚芽鞘长的重要位点;在5B染色体上有控制苗高的重要位点。6.对各性状耐盐碱系数进行关联分析,发现wsnp_Ex_c11048_17916681和wsnp_Ku_c4886_8753646(3A)、BobWhite_c1895_1953(3B)、Excalibur_c1439_880(4A)、Jagger_c4951_122(5B)、wsnp_Ex_c6604_11441822和Kukri_c1779_163(6A)、BS00093063_51(6D)、BS00023117_51(7A)这些位点与小麦萌发期耐盐碱性状有关。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S512.1;S156.4
【部分图文】：

11图 1 不同盐碱胁迫下小麦材料的发芽表现Fig. 1 The germination performance of wheat varieties under different saline-alkali stress注：图 A 表示德抗 961；图 B 表示鲁麦 21Note: A means Dekang 961 wheat; B means Lumai 21 wheatA-1, B-1: 0+0mmol/L; A-2, B-2: 60+30mmol/L; A-3, B-3: 60+40mmol/L; A-4, B-4: 70+30mmol/L;A-5, B-5: 70+40mmol/L; A-6, B-6: 80+30mmol/L

1A1B1D2A2B2D3A3B3D4A4B4D5A5B 5D6A6B6D7A 7B 7D1A1B1D2A2B2D3A3B3D4A4B4D5A5B 5D6A6B6D7A 7B 7D1A1B1D2A2B2D3A3B3D4A4B4D5A5B 5D6A6B6D7A 7B 7D 1A1B1D2A2B2D3A3B3D4A4B4D5A5B 5D6A6B6D7A 7B 7D1A1B1D2A2B2D3A3B3D4A4B4D5A5B 5D6A6B6D7A 7B 7D 1A1B1D2A2B2D3A3B3D4A4B4D5A5B 5D6A6B6D7A 7B 7D1A1B1D2A2B2D3A3B3D4A4B4D5A5B 5D6A6B6D7A 7B 7D 1A1B1D2A2B2D3A3B3D4A4B4D5A5B 5D6A6B6D7A 7B 7Dg hijk lm n

56附图 1 两种条件下小麦耐盐碱相关性状全基因组关联分析的曼哈顿图（a:最大根长；b:根数；c:胚芽鞘长；d:苗高；e:地上鲜重；f:地下鲜重；g:鲜重根冠比；h:地上干重；i:地下干重；j:干重根冠比；k:苗含水量；l:根含水量；m:可溶性糖；n:脯氨酸）Fig S1 Manhattan plot for the saline-alkali tolerance related traits in two conditions.(a:MRL; b:RN; c:CL; d:SH; e:SFW;f:RFW; g:RSFW; h:SDW; i:RDW; j:RSDW; k:SWC; l:RWC; m:SS; n:Pro)注：图片上方是盐碱胁迫条件,下方是对照条件。图中实线水平线表示全型因组关联分析的极显著阈值（p<0.0001）；虚线水平线表示全基因组关联分析的显著阈值（p<0.001）。Note: In the picture above is saline-alkali stress condition and below is control condition. The Solid line indicates thegenome-wide highly significance threshold(p<0.0001); the dotted line indicates the genome-wide significancethreshold(p<0.001).
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本文编号：2869987