小麦RIL群体萌发期抗旱相关性状QTL分析

发布时间：2020-04-29 20:14

【摘要】：小麦是人类最重要的粮食作物,近两年在我国播种面积达到全国粮食作物种植面积的20%-27%,但是由于全球气候变暖、水资源季节及地区分布不均、工业污染等因素,使得小麦在整个生长发育期内严重缺水,造成小麦减产。因此,研究小麦抗旱相关性状与抗旱性的关系,发掘与抗旱性状紧密连锁的标记,培育抗旱节水的新品种是当前小麦育种工作的主要任务之一。本研究以173个株系的小麦重组自交系群体(以“山农01-35”×“藁城9411”,F_(8:9))为材料,在对照条件(砂床含水量为15%)和干旱胁迫条件(砂床含水量为2%)下对小麦萌发期的形态指标和生理指标等抗旱相关指标进行测定。借助主成分分析及隶属函数对小麦萌发期的抗旱性状进行筛选,利用综合抗旱能力系数(D值)对家系抗旱性进行综合评价;对所测性状进行QTL分析,定位与抗旱性状紧密连锁的分子标记,为小麦萌发期抗旱机理研究及基因的挖掘提供依据。主要结果如下:1.抗旱性状的表型分析:在对照条件和干旱胁迫两种环境下,只有4个指标的变异系数小于10%,其中地上部失水率和地下部失水率在两个环境下的变异系数均小于10%。地下部鲜重、可溶性糖含量和脯氨酸含量的变异系数在两种水分环境下均大于20%,其中在两种水分条件下变异系数都最高的是脯氨酸含量,说明该群体具有丰富的遗传变异。2.抗旱性状的相关性分析:苗高、最大根长、地上部和地下部鲜重、地上部和地下部干重等形态指标之间在两种环境下均互为极显著相关;在两种水分环境下,可溶性糖含量与地上部干重、地上部失水率,脯氨酸含量与地下部鲜重等性状之间都有显著或极显著的相关性。3.主成分分析及抗旱综合评价:利用主成分分析将所有抗旱相关性状归纳为4个综合指标,分别是生物量、根系干物质因子、可溶性糖含量和胚芽鞘长,累计贡献率为74.65%,可将上述综合指标作为后期小麦抗旱性评价的参考指标。通过抗旱综合评价可以得出:群体中11个家系的抗旱性较强,127个家系的抗旱性一般,28个系的抗旱性较差。其中系143的D值最小(0.152),表明其抗旱性最差;系136的D值最大(0.757),表示其抗旱能力最强,可为后续抗旱性育种提供基础材料。4.抗旱相关性状QTL定位:本研究通过对小麦萌发期的各项形态指标和生理指标进行QTL定位,共定位到25个QTL位点,主要分布在1A、1B、2B、2D、3A、4B、5B、6A、6B、6D、7B共11条染色体上,可解释表型变异率6.014%-10.741%。在干旱胁迫条件下定位到15个QTL,在对照环境下定位到10个QTL。有14个QTL的增效效应来自于母本山农01-35,11个QTL的增效效应来自于父本藁城9411。QSH2D.3-60和QRFW2D.3-60是在2D染色体上检测到的同时控制苗高和地下部鲜重的QTL位点,遗传贡献率分别是6.904%和8.711%。QRWLR5B.4-64是控制地下部失水率的主要QTL位点,其遗传贡献率达到10.741%。5.抗旱相关性状的条件QTL分析:以对照条件下的性状值为给定条件对小麦萌发期各项指标进行了条件QTL定位,共检测到13个条件QTL位点。其中有5个QTL位点在条件和非条件QTL分析中共同检测到,表明这些位点受干旱胁迫影响;8个新的QTL位点仅在条件QTL分析中检测到,说明这些位点可能是控制性状的重要位点。
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S512.1

【参考文献】