野生二粒小麦染色体臂置换材料CASL3AL的染色体鉴定及抽穗期QTL定位

发布时间：2020-05-19 21:08

【摘要】：抽穗期是小麦重要的农艺性状之一,它对于小麦适应不同环境条件具有至关重要的作用,适宜的抽穗期是保证作物高产稳产的前提,因此挖掘抽穗期基因可为新品种的培育提供理论指导。野生二粒小麦TTD140具有蛋白质含量高、早熟等优良性状。本研究通过对中国春-野生二粒小麦染色体臂置换材料(Chromosome arm substitution lines,CASL)中的早熟材料CASL3AL的幼穗转录组数据分析CASL3AL染色体组成,对CASL3AL、CASL3AS和CS进行光温反应观察,利用(CASL3AL×CS)F_2及其后代F_(2:3)群体进行QTL定位来挖掘野生二粒小麦3A染色体上的抽穗期基因,取得了如下主要的结果:1、利用242对SSR分子标记对CASL3AL和CASL3AS材料的3A染色体进行鉴定,多态性分子标记主要集中于CASL3AL的110-750Mb之间,CASL3AS的0-510Mb之间,两个材料有400Mb的重合区域。2、对CASL3AL、CASL3AS和CS进行春化处理,结果发现春化对CASL3AL的抽穗期影响最显著。在长日照(16h light/8h dark)环境中,小麦未春化条件下,CASL3AL比CS早熟9.5天,春化20天条件下早熟35天,而春化30天后早熟8.5天,可知CASL3AL所需的春化要求比CS少。CASL3AS在任何处理下其抽穗时间都介于CASL3AL与CS之间。说明影响CASL3AL和CASL3AS早熟的基因是不同的。3、在长日照条件下观察CASL3AL、CASL3AS和CS的幼穗分化进程,CASL3AL的幼穗发育比CASL3AS和CS快,幼穗分化的二棱期是三个材料的发育关键转折点,春化后的CASL3AL更早通过二棱期从而影响了最终的抽穗期。4、利用CASL3AL幼穗和叶片的转录组数据,获得与中国春参考基因组相比纯合突变SNP用于鉴定CASL3AL中TTD140的置换区域。CASL3AL不同时期幼穗中的SNP比叶片中的要多,但幼穗和叶片的SNP都主要分布于染色体3A的108-750Mb间。3A染色体SNP富集区域测序验证,CASL3AL的突变与TTD140一致;84对SSR多态性分子验证3A上TTD140片段分布范围与转录组数据鉴定结果基本一致。说明利用转录组测序结合SNP分析技术能够有效鉴定小麦染色体片段置换系材料的染色体组成。5、利用CASL3AL和CS杂交获得2个F_2群体及其衍生的F_(2:3)家系为材料,构建了两个由33个SSR标记组成3A染色体遗传连锁图谱,对抽穗期进行QTL定位。利用QTL Icimapping软件在258个F_2群体和243个F_(2:3)群体中各检测到一个QTL,两个QTL都位于标记barc324-P1381之间。在温室中利用96个F_2群体定位到另一个QTL,位于标记P1590-P1601之间,三个QTL的表型贡献率为5.47%-15.17%。表明环境对QTL定位影响较大,该QTL位点仍需进一步验证。6、利用CASL3AL幼穗转录组数据进行差异基因表达分析,在大田QTL定位区段有十个差异表达基因,其中有一个候选基因TraesCS3A01G284400为MADS-box转录因子,可能参与调控开花时间。
【图文】：

野生二粒小麦染色体臂置换材料 CASL3AL 的染色体鉴定及抽穗期 QTL 定位3AS 位于两者之间，春化对其的加速是随着时间稳定增加的。在春化 ASL3AL 的平均抽穗时间在 42 天左右，CASL3AS 的平均抽穗期在 48 天平均抽穗期在 50 天左右。从趋势来看春化处理对小麦的影响已经稳定。化，，效果没有前期春化那么明显。

图 2.2 CASL3AL/CASL3AS/CS 主茎幼穗发育Fig 2.2 The young spike development of CASL3AL/CASL3AS/CS main shoot apices01234567891081216202428323640444852Waddintonstage移栽天数/d3AL3ASCS
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S512.1

【参考文献】

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本文编号：2671488