斯卑尔脱小麦及其早熟诱变系的SSR标记多态性分析和早熟基因的初步遗传分析与定位

摘要

斯卑尔脱小麦是与普通小麦具有相同染色体组(AABBDD)的物种之一。研究证实，斯卑尔脱小麦与普通小麦种间杂交结实正常，并且具有很强的杂种优势潜力，但引自德国、瑞典和美国等国家的斯卑尔脱小麦特别晚熟，导致很难直接利用种间杂种优势。为此，我们采用辐照诱变方法，并经过多年自交选育，获得了一批早熟的高代诱变后代。本研究将以Hubel及其12个早熟诱变株系为材料，从诱变的分子生物效应、早抽穗性状的遗传分析和主效QTL分子标记等3个方面进行了分析，获得的主要研究结果如下： 1)全基因组水平的SSR标记多态性分析结果显示，与原始亲本相比，早熟诱变系在7个染色体同源群上都存在多态性位点，但并不是均匀分布的，其中以第2同源群上的多态性位点最多(15个)，而第4和6同源群上最少，分别只有3个。由于第2同源群上具有控制小麦光周期特性的主效基因，所以我们推测光周期相关位点的突变可能是本实验所用诱变材料早熟的重要原因之一。同时，研究还发现30个等位变异在7份来自4个不同国家的斯卑尔脱小麦群体中没有检测到，为我们获得的Hubel早熟系所特有的，这说明辐射诱变可以创造一些在原始群体中没有或者稀有的等位变异，这给解释诱变育种可以选育出自然界没有的性状提供了分子水平上的证据； 2)采用主-多基因混合分离分析模型进行的初步遗传分析结果表明，诱变系的早抽穗性状由两个主效基因控制，并加以多基因修饰的。深入分析发现，这两对主效基因具有较大的遗传力，主基因遗传力可以达到40％～80％，而且这两个抽穗位点之间存在着显性和上位性关系； 3)以Hubel和早熟诱变系2463及其F2群体为材料，初步定位了一个早抽穗相关的主效QTL，位于2D染色体的短臂，并且与前人定位的光周期反应基因Ppdl在相同区域，这说明光周期相关基因的突变可能是早熟诱变的重要分子生物学基础，也与我们前面的SSR多态性分析结果相互印证。此外，我们筛选到多个与该QTL连锁的SSR标记，并且其中的一个(wmc112)为紧密连锁，这为开展该QTL的分子标记辅助选择或进行图位克隆奠定了很好的基础。

目录

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第一章文献综述

第二章斯卑尔脱小麦和早熟突变系的微卫星分子标记多态性分析

2.1材料与方法

2.1.1供试材料

2.1.2材料种植和抽穗期观察

2.1.3 DNA的提取

2.1.4 SSR分子标记引物

2.1.5 PCR反应

2.1.6数据统计和处理方法

2.2结果与分析

2.2.1斯卑尔脱小麦及早熟诱变系的抽穗期差异

2.2.2斯卑尔脱小麦及早熟诱变系的SSR标记多态性

2.2.3斯卑尔脱小麦及早熟诱变系的遗传差异

2.3讨论

第三章斯卑尔脱小麦Hubel及其早熟诱变系抽穗期性状的遗传分析

3.1材料与方法

3.1.1供试材料

3.1.2抽穗期的考察

3.1.3抽穗期性状的基础统计分析

3.1.4抽穗期性状的遗传模型分析

3.2结果与分析

3.2.1各世代抽穗期频次分布

3.2.2单个分离世代群体的抽穗期性状遗传分析

3.2.3四世代联合的数量性状分离分析

3.2.4六世代联合的数量性状分离分析

3.2.5多世代最优模型的遗传参数分析

3.3讨论

第四章斯卑尔脱小麦早熟突变系抽穗期主效QTL的分子标记定位

4.1材料与方法

4.1.1供试材料

4.1.2抽穗期性状的考察

4.1.3 DNA提取和PCR反应

4.1.4电泳

4.1.5标记的筛选

4.1.6实验数据处理与统计方法

4.2结果与分析

4.2.1 F2分离群体的抽穗期

4.2.2多态性SSR引物的筛选

4.3讨论

结论

参考文献

致谢

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