白皮小麦抗穗发芽候选基因位点的关联分析(2)

2.2.2小麦穗发芽抗性田间鉴定

在腊熟期到完熟期这段时间，若遇雨后空气湿度较大，易出现穗发芽现象。对田间穗部进行穗发芽鉴定，每份材料随机抽取穗，两个重复，立即进行手工脱粒，对籽粒是否发芽进行详细并记录；根据田间鉴定结果，将穗发芽抗感性分为3个等级，0—抗，即完全无穗发芽现象，1中感，穗发芽率0-20%,2-高感，穗发芽率20—100%。

2.2.3小麦穗发芽抗性、休眠性室内鉴定

腊熟期收种后风干一星期，人工脱粒，采用水培法、沙培法对穗发芽抗性进行鉴定；所有种子都需经双氧水灭菌处理，置于培养皿（培养皿发芽法）或者以石英砂为载体的穴盘中（石英砂穴盘发芽法），每份材料50粒种子，2—3个重复，每天统计发芽种子数，并根据种子吸水情况给以适量的晓水，连续统计7天并计算发芽率；每份材料鉴定5—8批，直至下个播种季节或种子鉴定完毕。

2.2.4小麦基因组DNA提取

取白皮小麦自然群体的幼嫩叶片，用SDS法提取基因组DNA。

3.结果与分析................11

3.1穗发芽表现................11

3.1.1田间鉴定................11

3.1.2培养皿发芽法鉴定................11

3.1.3石英砂穴盘发芽法鉴定................13

3.1.4各重复之间的相关性分析................15

3.1.5培养皿发芽法和石英砂穴盘发芽法间的相关性分析................16

3.2白皮小麦自然群体休眠性表现...............16

3.2.1 2011雅安...............16

3.2.2 2012雅安...............17

3.2.3 2012温江...............18

3.2.4 2012都江堰...............19

3.2.5 白皮小麦休眠性小结...............19

3.3 白皮小麦自然群体的遗传多样性分析..............20

3.4群体结构分析...............21

3.5 连锁不平衡分析...............22

3.6 标记与性状的关联分析..............23

4 讨论...............25

4.1 白皮小麦穗发芽抗性表现...............25

4.2白皮小麦的关联分析..............26

4.2.1群体结构评价..............27

4.2.2SSR糖发芽候选基因位点及关联结果...............28

4讨论

4.1白皮小麦穗发芽抗性表现

本研究分别用田间鉴定法、室内沙培法和室内水培法对小麦穗发芽进行鉴定，从多方面增强小麦穗发芽在不同环境条件下的表现；同时由于白皮小麦在小麦属内的重要性，搜集来自世界各地的白皮小麦组成自然群体，在研究材料上具有广泛性，拓宽我们的研究背景；通过多年多点的穗发芽鉴定，进一步加强研究者们对其表现的直接认识。

本研究结果表明：1)即使在不同的环境条件下，绝大多数的白皮小麦表现出很高的穗发芽率，如、在多点多年的重复实验鉴定中发芽率均在—之间，即穗发芽敏感型材料，这类材料在抗穗发芽材料选育中研究意义不大，不过可以从中选出其他农艺性状优良的材料，作为构建等遗传群体的亲本材料之一。2)在不同的年份之间穗发芽表现也有差异，在2012年度的穗发芽鉴定结果均低于年，但年变化差异不大；3)在所有的鉴定结果中，蹄选出四份稳定抗穗发芽材料,其中为白皮小麦，为粽色（皮）小麦，第三、四份蓝色（皮）小麦，说明这几份小麦极有可能含有某些与抗穗发芽相关的基因或位点；4)所有供试白皮小麦材料中，这份材料只在一个环境下表现为中感，而其它环境中均表现为抗或高抗，同样可以应用到白皮小麦的抗穗发芽研究之中；同时从种皮颜色分析可以看出，白皮小麦抗穗发芽能力明显弱于非白皮，这与前人研究结果“种皮色级与人工模拟降雨穗发芽率、脱粒籽粒发芽率及塑料袋控湿穗发芽率均呈负相关一致。

穗发芽是严重影响小麦产量和品质的一种世界性灾害对我国而言，几个小麦主产区影响都较大，尤其是东北春麦区、西南冬麦区和长江中下游都是严重的受灾区，北部和黄淮麦区影响较小，但也时有发生。我们鉴定结果中，上述个材料来源地都不一样，分别来自于英国、美国南部和芬兰，通过系谱分析，发现亲本中没有来自中国或者亚洲的材料，而在我国却表现出较稳定的抗穗发芽能力，因此如果对这些材料进行一步的研究，或许对我国、亚洲甚至全球范围内减少穗发芽的危害有所帮助，尤其对提高白皮抗穗发芽具有巨大潜力。

本研究分别采用了田间鉴定、培养皿发芽法鉴定及石英砂穴盘发芽法鉴定三种方法，同时开展对白皮小麦自然群体的穗发芽抗性鉴定。结果表明，不同方法鉴定结果虽然有略小差异，但总体表现出一致的相关性，通过多种方法蹄选出的抗穗发芽材料抗性更加稳定，增加对抗性更深入的认识，其研究结果也更加准确可靠同时为广大的科学研究者提供拓展的思维，建议以后在穗发芽的研究中釆用这三种方法同时鉴定，并将此思路推广到其它相关研究之中。

结论：

1.对420份以白皮小麦为主的自然群体穗发芽、休眠特性进行研究，共蹄选出稳定的抗穗发芽材料料四份，分别是来自英国的、美国南部的、和芬兰的对多年多点之间、不同方法及重复之间进行相关分析，结果表示各环境下均表现为极显著相关，其中年温江与都江堰相关系数最高（培养皿发芽法、石英砂穴盘发芽法，2012年温江与雅安相关系数最低培养皿发芽法、石英砂穴盘发芽法培养皿发芽法和石英砂穴盘发芽法表现为极显著相关，2012年都江堰相关系数最高（，2012年雅安相关系数最低（各重复之间也表现出极高的相关性，2012年培养皿发芽法重复之间相关系数最高（2012年雅安培养皿发芽法重复之间相关系数最低。

2.白皮小麦然群体来源广泛，覆盖六大洲的46个国家，亲缘关系远，群体结构分析将它们分为四个亚群；利用与种子休眠和穗发芽相关的对50标记，对347份白皮小麦材料进行遗传多样性分析，共检测到191个等位变异，每个位点2-8个，平均3.82个。

3.通过软件中的一般线性模型过程进行性状和标记的关联分析，共检测到个与穗发芽性状显著关联的分子标记，对应8条染色体上的8个抗穗发芽候选基因位点。其中和处此能三个环境中重复出现，其它标记仅在某一个环境中出现；和相距，与处扣相距推测他们分别连锁同一抗穗发芽候选基因位点，其余个标记独立连锁一个抗穗发芽候选基因位点。这些候选基因位点为进步的定位研究和分子标记辅助选择奠定基础。
 

参考文献：

• [1] 罗正良.  水稻抗穗发芽主效QTLqPSR8的精细定位及候选基因分析[D]. 四川农业大学 2012
• [2] 赵斌.  几个小麦抗穗发芽分子标记的有效性检验及抗穗发芽品种资源的筛选[D]. 安徽农业大学 2010
• [3] 吕军朋.  RING finger类基因功能研究及抗穗发芽转基因小麦的创制[D]. 河南农业大学 2011
• [4] 赵亚玺.  黄淮地区伴生小麦遗传多样性分析及抗穗发芽材料的筛选[D]. 河南大学 2013
• [5] 王智琴.  春性小麦抗穗发芽基因的转移及再生植株的培养[D]. 山西农业大学 2001
• [6] 李嘉.  白皮小麦TaAmy3基因等位变异及抗穗发芽关联分析[D]. 四川农业大学 2013
• [7] 孙微.  大麦Isa-H1基因的克隆及遗传转化[D]. 吉林大学 2009
• [8] 苗西磊.  普通小麦穗发芽抗性QTL定位及分子标记辅助选择[D]. 中国农业科学院 2013
• [9] 冷益丰.  西南地区玉米骨干自交系08-641种子休眠性的研究[D]. 四川农业大学 2011
• [10] 岳海凤.  小麦α-淀粉酶活性与主要品质性状的相关性及其遗传分析[D]. 河南农业大学 2009