胡麻两系杂交组合主要农艺和品质性状的遗传效应分析

发布时间：2018-10-08 15:32

【摘要】：杂种优势利用是作物品种改良的主要途径。玉米、水稻、油菜等作物杂种优势应用与遗传基础研究均较为深入。近年来,胡麻杂种优势利用尽管取得了重要进展,首次建立了“两系法”胡麻杂种优势利用技术体系并实现了杂交种的生产应用,但在胡麻杂种优势的遗传基础研究方面还较为薄弱。因此,本研究从胡麻两系杂交组合主要农艺和品质性状的配合力及与杂种优势形成的关系、产量相关性状的遗传效应、杂种优势相关性状的QTL初步定位等方面开展研究,旨在深入分析胡麻杂种优势形成的遗传基础,为进一步提高“两系法”胡麻杂种优势利用效率提供理论依据。取得的主要研究结果如下:1、按照NCⅡ不完全双列杂交设计配制77份杂交组合,研究了胡麻两系杂交组合主要农艺和品质性状的配合力及与杂种优势的关系。结果表明,胡麻两系杂交组合主要农艺性状和品质性状存在显著的遗传差异,主要表现为加性基因效应遗传的性状有:株高、工艺长度、分茎数、分枝数、每果粒数、千粒重和含油率、油酸、亚油酸、硬脂酸、棕榈酸;同时受加性和非加性基因效应共同影响的性状有:单株果数、单株产量和亚麻酸组分。胡麻两系杂交组合主要农艺和品质性状存在广泛的超亲优势和竞争优势,其杂种优势与亲本一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)呈极显著的正相关,且与亲本GCA的相关性多高于SCA,与恢复系的GCA相关性多高于不育系,强优势组合的特点是双亲或亲本之一具有较高的GCA效应,或具有较高的SCA效应。因此,胡麻两系杂种优势表现与亲本一般配合力(GCA)和特殊配合力(SCA)紧密相关,其亲本GCA,特别是亲本GCA高的恢复系的选配,是组配强优势胡麻两系杂交育种的关键。2、利用两个杂交组合构建的P1、P2、F1、F2四世代群体材料,应用主基因+多基因混合遗传分离分析方法,研究了胡麻两系杂交组合4个产量相关性状的遗传效应。结果表明,单株产量、单株果数和千粒重同时受2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因遗传控制;每果粒数受2对加性-显性主基因+加性-显性多基因遗传控制。单株产量、单株果数和每果粒数这3个性状F2群体的主基因遗传率在43.50%~73.28%,千粒重的F2群体主基因遗传率在10.55%~34.40%。主基因和多基因的加性效应、显性效应及上位性效应在胡麻两系杂交组合产量相关性状的遗传中起重要作用,胡麻“两系法”杂种优势利用应更好的利用基因的加性效应和显性效应,进一步提高杂种优势利用效率。3、基于两系杂交组合“1S×陇亚10号”而构建的F2作图群体,首次采用简化基因组测序技术(SLAF-Seq)构建胡麻高密度分子遗传图谱,初步开展胡麻两系杂交组合主要农艺和品质性状的QTL定位研究。结果发现,本研究共开发出286,776个SLAF标签,其中多态性SLAF标签数为23,170个,多态性比例为8.08%;经过严格筛选过滤,最后获得了811个SLAF有效标签用于胡麻分子遗传图谱构建。采用HighMap软件成功构建了含15个连锁群,图谱总长度为1495.89cM的胡麻高密度分子遗传连锁图谱。该遗传图谱平均图距为1.84cM,平均Gap为16.9,共含1344个多态性SNP标记。在此基础上,采用复合区间作图法对13个胡麻两系杂种优势相关性状及育性进行QTL定位分析,初步获得了7个与胡麻两系杂交组合株高、分枝数、单株产量、亚油酸及育性性状相关的QTL位点。
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【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S565.9

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