小麦茎秆水溶性碳水化合物含量遗传解析与标记发掘
发布时间：2021-11-19 14:16
小麦茎秆贮藏型水溶性碳水化合物（WSC）对产量贡献可达10%—50%,提高茎秆WSC含量（SWSCC）对高产、稳产具有重要意义。果聚糖是茎秆WSC的主要成分,其分解代谢对SWSCC有重要影响。本研究采用包含166份黄淮麦区小麦品种（系）的自然群体和包含174个家系的扬麦16/中麦895加倍单倍体（DH）群体分别进行两年两点田间试验,对花后10、20和30天SWSCC（分别命名为WSC10、WSC20和WSC30）和千粒重（TKW）进行测定。采用660K和90K SNP芯片鉴定自然群体基因型并构建高密度物理图谱,结合TASSEL软件混合线性模型（MLM）和FarmCPU软件进行全基因组关联分析（GWAS）;采用660K SNP芯片鉴定DH群体基因型并构建高密度遗传图谱进行连锁分析。同时,克隆果聚糖1-外切水解酶基因（1-FEH）并开发功能标记。主要结果和结论如下:1.WSC10、WSC20和WSC30遗传力分别高达0.90、0.87和0.85,可通过分子标记辅助选择对其有效改良。WSC10、WSC20与TKW相关系数分别达0.63和0.59,可通过选择茎秆WSC10和WSC20有效提高T...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
-FEHw1基因特异KASP标记1-FEH-AM1分型结果示意图
(5)梯牧草糖型果聚糖新生系列(Levan neoseries或Neo-levan type fructans)。该类果聚糖以新蔗果三糖为基本单位,果糖基通过β(2–1)和β(2–6)键连接到蔗糖分子两端形成多聚体,基本分子式为F2(6-2F)m-6G1-2F1(6-2F)n-2F。这类果聚糖主要存在于燕麦(Avena sativa L.)(LIVINGSTONE et al.,1993)等少数植物中。1.2 植物果聚糖代谢
植物果聚糖的合成以蔗糖作为果糖基的初始供体,在不同果糖基转移酶(Fructosyltransferase)催化作用下合成不同类型的果聚糖(CAIRNS,2003)。植物体内果聚糖的糖苷键连接方式不同、分支大小存在差异,其生物合成相对比较复杂。VIJN等(1999)和VERSPREET等(2015)对植物果聚糖的合成进行了总结,图1-3和图1-4分别为果聚糖生物合成的模式图和合成过程中的主要化学反应(VIJN et al.,1999;VERSPREET et al.,2015)。1-蔗果三糖(1-K)由蔗糖:蔗糖1-果糖基转移酶(Sucrose:sucrose 1-fructosyltransferase,1-SST)催化合成(VAN DEN ENDE,2013),即在1-SST的催化下,一个蔗糖分子的果糖基转移至另一蔗糖分子上从而形成1-K并释放一个葡萄糖分子。该反应是不可逆反应,也是植物果聚糖生物合成中的限速步骤。果糖:果糖1-果糖基转移酶(Fructan:fructan 1-fructosyltransferase,1-FFT)以1-K或其他菊糖型果聚糖为底物,将果糖基以β(2–1)键连接的方式从一个果聚糖分子转移至另一个果聚糖分子从而实现果聚糖链的延伸。1-FFT的活性决定了果聚糖链的长度,其聚合度一般为30—50,有时可达200以上(HELLWEGE et al.,1998)。蔗糖:果糖6-果糖基转移酶(Sucrose:fructan 6-fructosyl transferase,6-SFT)以蔗糖为果糖基供体,将果糖基以β(2–6)键连接的方式转移至另一个菊糖型果聚糖分子末端,从而生产分支型果聚糖。多数6-SFT偏好以1-K作为果糖基受体从而产生1&6-蔗果四糖(1&6-kestotetraose,1&6-KT;又称分支四糖,Bifurcose),也有一些6-SFT偏好以蔗糖或6-K作为果糖基受体从而产生梯牧草糖型果聚糖(TAMURA et al.,2009)。当1&6-KT产生后,其又可在1-FFT或6-SFT的催化下进一步延长果聚糖链从而产生混合型果聚糖。6G-K的合成需要果聚糖:果聚糖6G-果糖基转移酶(Fructan:fructan 6G-fructosyltransferase,6G-FFT)的催化,即6G-FFT将果糖基从供体1-K转移至蔗糖的葡萄糖基并形成β(2–6)键。6G-K可在1-FFT或6-SFT催化下使果聚糖链延长从而形成菊糖型果聚糖新生系列或梯牧草糖型果聚糖新生系列(VIJN et al.,1999;RITSEMA et al.,2003;VAN DEN ENDE,2013)。图1-3植物果聚糖合成代谢模式(VIJN et al.,1999)
【参考文献】：
期刊论文
[1]抗逆广适小麦品种中麦895农艺特性分析[J]. 郭永涛,席炜立,孟宪敏. 农业科技通讯. 2019(06)
[2]扬麦16“灌浆快”与颖果显微结构和内源生长素的关系[J]. 刘大同,余徐润,朱冬梅,刘健,张晓,高德荣. 麦类作物学报. 2017(06)
[3]Single-nucleotide polymorphisms,mapping and association analysis of 1-FFT-A1 gene in wheat[J]. YUE Ai-qin,LI Ang,MAO Xin-guo,CHANG Xiao-ping,LI Run-zhi,JING Rui-lian. Journal of Integrative Agriculture. 2017(04)
[4]小麦–黑麦易位系T1BL·1RS在小麦品种中的分布及其与小麦赤霉病抗性的关联[J]. 李韬,郑飞,秦胜男,李磊,顾世梁. 作物学报. 2016(03)
[5]1BL/1RS易位对小麦贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的影响[J]. 赵德辉,阎俊,黄玉莲,夏先春,张艳,田宇兵,何中虎,张勇. 作物学报. 2015(11)
[6]QTL IciMapping:Integrated software for genetic linkage map construction and quantitative trait locus mapping in biparental populations[J]. Lei Meng,Huihui Li,Luyan Zhang,Jiankang Wang. The Crop Journal. 2015(03)
[7]高产矮秆抗倒广适小麦新品种中麦895[J]. 何中虎,阎俊,张勇. 中国种业. 2014(06)
[8]小麦与玉米杂交产生小麦单倍体与双单倍体的稳定性[J]. 陈新民,王凤菊,李思敏,张文祥. 作物学报. 2013(12)
[9]灌水对不同品种小麦茎和叶鞘糖含量及产量的影响[J]. 孟维伟,褚鹏飞,于振文,许振柱. 应用生态学报. 2011(10)
[10]土壤水分和种植密度对小麦旗叶光合性能和干物质积累与分配的影响[J]. 骆兰平,于振文,王东,张永丽,石玉. 作物学报. 2011(06)
博士论文
[1]普通小麦黑胚病抗性的遗传解析[D]. 刘金栋.中国农业大学 2018
[2]小麦关键性状遗传解析及功能标记开发[D]. 王金平.山东农业大学 2017
硕士论文
[1]扬麦16/中麦895双单倍体群体高密度遗传图谱构建与抗白粉病QTL定位[D]. 徐小婷.中国农业科学院 2019
[2]选择基因型作图方法在数量性状基因定位中的有效性研究[D]. 孙艳萍.中国农业科学院 2010
本文编号：3505216
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：174 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
-FEHw1基因特异KASP标记1-FEH-AM1分型结果示意图
(5)梯牧草糖型果聚糖新生系列(Levan neoseries或Neo-levan type fructans)。该类果聚糖以新蔗果三糖为基本单位,果糖基通过β(2–1)和β(2–6)键连接到蔗糖分子两端形成多聚体,基本分子式为F2(6-2F)m-6G1-2F1(6-2F)n-2F。这类果聚糖主要存在于燕麦(Avena sativa L.)(LIVINGSTONE et al.,1993)等少数植物中。1.2 植物果聚糖代谢
植物果聚糖的合成以蔗糖作为果糖基的初始供体,在不同果糖基转移酶(Fructosyltransferase)催化作用下合成不同类型的果聚糖(CAIRNS,2003)。植物体内果聚糖的糖苷键连接方式不同、分支大小存在差异,其生物合成相对比较复杂。VIJN等(1999)和VERSPREET等(2015)对植物果聚糖的合成进行了总结,图1-3和图1-4分别为果聚糖生物合成的模式图和合成过程中的主要化学反应(VIJN et al.,1999;VERSPREET et al.,2015)。1-蔗果三糖(1-K)由蔗糖:蔗糖1-果糖基转移酶(Sucrose:sucrose 1-fructosyltransferase,1-SST)催化合成(VAN DEN ENDE,2013),即在1-SST的催化下,一个蔗糖分子的果糖基转移至另一蔗糖分子上从而形成1-K并释放一个葡萄糖分子。该反应是不可逆反应,也是植物果聚糖生物合成中的限速步骤。果糖:果糖1-果糖基转移酶(Fructan:fructan 1-fructosyltransferase,1-FFT)以1-K或其他菊糖型果聚糖为底物,将果糖基以β(2–1)键连接的方式从一个果聚糖分子转移至另一个果聚糖分子从而实现果聚糖链的延伸。1-FFT的活性决定了果聚糖链的长度,其聚合度一般为30—50,有时可达200以上(HELLWEGE et al.,1998)。蔗糖:果糖6-果糖基转移酶(Sucrose:fructan 6-fructosyl transferase,6-SFT)以蔗糖为果糖基供体,将果糖基以β(2–6)键连接的方式转移至另一个菊糖型果聚糖分子末端,从而生产分支型果聚糖。多数6-SFT偏好以1-K作为果糖基受体从而产生1&6-蔗果四糖(1&6-kestotetraose,1&6-KT;又称分支四糖,Bifurcose),也有一些6-SFT偏好以蔗糖或6-K作为果糖基受体从而产生梯牧草糖型果聚糖(TAMURA et al.,2009)。当1&6-KT产生后,其又可在1-FFT或6-SFT的催化下进一步延长果聚糖链从而产生混合型果聚糖。6G-K的合成需要果聚糖:果聚糖6G-果糖基转移酶(Fructan:fructan 6G-fructosyltransferase,6G-FFT)的催化,即6G-FFT将果糖基从供体1-K转移至蔗糖的葡萄糖基并形成β(2–6)键。6G-K可在1-FFT或6-SFT催化下使果聚糖链延长从而形成菊糖型果聚糖新生系列或梯牧草糖型果聚糖新生系列(VIJN et al.,1999;RITSEMA et al.,2003;VAN DEN ENDE,2013)。图1-3植物果聚糖合成代谢模式(VIJN et al.,1999)
【参考文献】：
期刊论文
[1]抗逆广适小麦品种中麦895农艺特性分析[J]. 郭永涛,席炜立,孟宪敏. 农业科技通讯. 2019(06)
[2]扬麦16“灌浆快”与颖果显微结构和内源生长素的关系[J]. 刘大同,余徐润,朱冬梅,刘健,张晓,高德荣. 麦类作物学报. 2017(06)
[3]Single-nucleotide polymorphisms,mapping and association analysis of 1-FFT-A1 gene in wheat[J]. YUE Ai-qin,LI Ang,MAO Xin-guo,CHANG Xiao-ping,LI Run-zhi,JING Rui-lian. Journal of Integrative Agriculture. 2017(04)
[4]小麦–黑麦易位系T1BL·1RS在小麦品种中的分布及其与小麦赤霉病抗性的关联[J]. 李韬,郑飞,秦胜男,李磊,顾世梁. 作物学报. 2016(03)
[5]1BL/1RS易位对小麦贮藏蛋白组分含量和面团流变学特性的影响[J]. 赵德辉,阎俊,黄玉莲,夏先春,张艳,田宇兵,何中虎,张勇. 作物学报. 2015(11)
[6]QTL IciMapping:Integrated software for genetic linkage map construction and quantitative trait locus mapping in biparental populations[J]. Lei Meng,Huihui Li,Luyan Zhang,Jiankang Wang. The Crop Journal. 2015(03)
[7]高产矮秆抗倒广适小麦新品种中麦895[J]. 何中虎,阎俊,张勇. 中国种业. 2014(06)
[8]小麦与玉米杂交产生小麦单倍体与双单倍体的稳定性[J]. 陈新民,王凤菊,李思敏,张文祥. 作物学报. 2013(12)
[9]灌水对不同品种小麦茎和叶鞘糖含量及产量的影响[J]. 孟维伟,褚鹏飞,于振文,许振柱. 应用生态学报. 2011(10)
[10]土壤水分和种植密度对小麦旗叶光合性能和干物质积累与分配的影响[J]. 骆兰平,于振文,王东,张永丽,石玉. 作物学报. 2011(06)
博士论文
[1]普通小麦黑胚病抗性的遗传解析[D]. 刘金栋.中国农业大学 2018
[2]小麦关键性状遗传解析及功能标记开发[D]. 王金平.山东农业大学 2017
硕士论文
[1]扬麦16/中麦895双单倍体群体高密度遗传图谱构建与抗白粉病QTL定位[D]. 徐小婷.中国农业科学院 2019
[2]选择基因型作图方法在数量性状基因定位中的有效性研究[D]. 孙艳萍.中国农业科学院 2010
本文编号：3505216
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