硬粒小麦核心种质遗传多样性及农艺和抗旱性状全基因组关联分析

发布时间：2023-03-19 05:10

　　现代栽培小麦包括硬粒小麦(Triticum turgidum ssp.durum,2n=4x=28,AABB)和普通小麦(T.aestivum ssp.aestivum,2n=6x=42,AABBDD)两个物种。硬粒小麦仅占全球小麦产量的5%和全球小麦栽培面积的10%,但是,硬粒小麦具有高蛋白质和高胡萝卜素含量等品质特点,是意大利面等食品的专属原料,市场价格比普通小麦高出20%,具有普通小麦不可替代的农业和经济价值。相比普通小麦,硬粒小麦主要栽培地区更集中于干旱和半干旱气候地区,这使得硬粒小麦在干旱胁迫方面具有更强的适应性。硬粒小麦和普通小麦在遗传多样性和诸多性状方面存在广泛差异,在品种改良方面互为主要基因库。硬粒小麦和普通小麦(A、B基因组)可能分别驯化自栽培二粒小麦(T.turgidum ssp.dicoccum,2n=4x=28,AABB)两个主要亚群,这也可能是两者遗传多样性差异的重要原因,但三者遗传关系尚不明确。目前,利用连锁分析或关联分析等遗传学研究手段,小麦中已经开展了不少农艺性状和抗旱QTL方面的研究,但研究重点一直在普通小麦方面,硬粒小麦方面相关研究还比较有限。本研究...

【文章页数】：126 页

【学位级别】：博士

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中文摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 现代小麦的起源和驯化
        1.2.1 栽培二粒小麦的驯化
        1.2.2 硬粒小麦和普通小麦的驯化
    1.3 小麦主要农艺性状遗传学研究进展
        1.3.1 株高和抽穗期
        1.3.2 旗叶形态
        1.3.3 穗粒数和粒重
    1.4 小麦抗旱性生物学研究进展
        1.4.1 小麦抗旱指标
        1.4.2 小麦抗旱QTL
    1.5 全基因组关联分析
        1.5.1 关联分析在小麦中的应用
        1.5.2 关联分析与小麦基因组学
        1.5.3 关联分析与小麦基因库资源管理和利用
    1.6 本研究的目的和意义
第二章 NSGC硬粒小麦核心种质资源遗传多样性分析
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 NSGC硬粒小麦核心种质身份信息
        2.2.2 群体基因型信息
        2.2.3 群体历史表型记录
        2.2.4 群体遗传学分析
        2.2.5 全基因组关联分
    2.3 结果与分析
        2.3.1 NSGC硬粒小麦核心种质基因型数据
        2.3.2 标记染色体分布和连锁不平衡
        2.3.3 不同身份信息组别遗传多样性分析
        2.3.4 群体材料间遗传相似性
        2.3.5 群体遗传结构
        2.3.6 全基因组关联分析的模型参数选择
        2.3.7 历史表型数据全基因组关联分析
    2.4 讨论
        2.4.1 硬粒小麦基因型鉴定
        2.4.2 NSGC硬粒小麦核心种质遗传多样性
        2.4.3 硬粒小麦关联分析
第三章 栽培二粒小麦群体演化与现代小麦遗传多样性分化
    3.1 引言
    3.2 材料和方法
        3.2.1 试验材料及其基因型数据
        3.2.2 栽培二粒小麦群体表型调查
        3.2.3 基因型数据预处理
        3.2.4 群体遗传结构分析
        3.2.5 群体遗传多样性分析
        3.2.6 表型数据统计学分析
        3.2.7 栽培二粒小麦表型关联分析
    3.3 实验结果
        3.3.1 参试群体基因型数据概况
        3.3.2 栽培二粒小麦群体表型数据概况
        3.3.3 栽培二粒小麦抽穗期、株高和粒形全基因组关联分析
        3.3.4 栽培二粒小麦群体结构
        3.3.5 全部材料群体结构分析
    3.4 讨论
        3.4.1 栽培二粒小麦群体演化模式
        3.4.2 硬粒小麦和普通小麦的驯化
第四章 硬粒小麦主要农艺性状关联分析
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 试验材料和基因型数据
        4.2.2 田间实验
        4.2.3 表型数据调查
        4.2.4 表型数据分析
        4.2.5 关联分析和基因组预测
        4.2.6 连锁分析
        4.2.7 关联位点候选基因分析
    4.3结果与分析
        4.3.1 群体农艺性状变异情况
        4.3.2 全基因组关联分析
        4.3.3 关联位点遗传效应
        4.3.4 关联位点一因多效或遗传连锁情况
        4.3.5 关联位点选择信号
        4.3.6 分子选择育种
        4.3.7 三个关联位点的连锁分析
        4.3.8 关联位点处已报道的QTL或基因
        4.3.9 关联位点候选基因分析
    4.4 讨论
        4.4.1 硬粒小麦主要农艺性状遗传结构
        4.4.2 关联位点处已报道的QTL或基因
        4.4.3 关联位点候选基因
第五章 硬粒小麦抗旱性全基因组关联分析以及抗旱位点locus.4B.1候选基因初步功能鉴定
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 试验材料
        5.2.2 抗旱性相关表型调查和统计分析
        5.2.3 数据分析
    5.3 结果与分析
        5.3.1 不同抗旱指标的比较分析
        5.3.2 小麦抗旱性全基因组关联分析
        5.3.3 枯萎指数关联位点与已定位QTL的共定位关系
        5.3.4 Locus.4B.1单倍型分析
        5.3.5 Locus.4B.1候选基因分析
        5.3.6 TaWD40.4B 2自然变异分析
        5.3.7 TaWD40.4B.1～3 EMS突变体抗旱性鉴定
    5.4 讨论
        5.4.1 枯萎指数在小麦抗旱遗传学方面应用价值
        5.4.2 小麦抗旱位点locus.4B.1
        5.4.3 抗旱位点locus.4B.1候选基因TaWD40.4B
第六章 结论
参考文献
致谢
在读期间发表文献
附表
    附表1 NSGC硬粒小麦核心种质身份信息
    附表2 栽培二粒小麦群体亚群划分
    附表3 Locus.4B.1抗旱区域基因功能注释和表达量
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3764624