小麦品种抗倒伏相关性状研究及春化基因等位变异Vrn-D1b对农艺性状的影响

摘要

小麦产量是多因素控制的复杂数量性状，除受自身产量构成要素影响外，倒伏和控制生长发育的春化基因对小麦高产和稳产同样具有重要的影响。半矮秆品种的应用大幅度地提高了小麦的抗倒伏能力，但当株高降低到一定程度时，势必造成产量降低。因此，明确除株高外与抗倒性相关性状，对于进一步提高小麦的抗倒伏性至关重要。Vrn-D1b与小麦的半冬性生长习性密切相关，该等位变异在中国小麦种植区黄淮冬麦区分布频率最高。研究表明Vrn-D1b对小麦生长发育具有显著影响，但该等位变异对产量及其它农艺性状的影响并不明确。因此，本研究主要开展了这两方面的工作，主要研究结果如下：
　　采用一组抗倒伏性较好的品种（系）（石4185、轮选103、轮选163、轮选126、矮抗58、小偃101和周麦18）与另一组抗倒伏性较差的品种（系）（轮选49、轮选136、中麦875、轮选87和轮选199），对抗倒伏性相关的13个性状进行分析，结果发现：抗倒性较好的品种（系）一般表现为植株较矮，第1、2节间较短且较粗，第2节间壁较厚，大、小维管束数目较多，薄壁组织和厚壁组织较厚，茎秆抗折断力较强，而且两组品种（系）在株高、第2节间长度、小维管束数目、厚壁组织厚度和茎秆抗折断力5个性状上存在显著差异（P≤0.05）。值得注意的是，不同抗倒伏品种（系）在抗倒伏特性上表现不尽相同。相关和主成分分析进一步明确株高、第2节间长度和茎秆抗折断力是引起两组品种（系）抗倒性差异的关键性状，这3个性状可作为小麦抗倒伏育种的主要选择指标。
　　利用石家庄8号（vrn-D1）和石4185（Vrn-D1b）杂交产生的100个F3:8衍生系和166个RILs群体，在两个环境下，采用格子设计研究Vrn-D1b等位变异对农艺性状的影响。结果发现，在F3:8衍生系中，相比隐性纯合vrn-D1株系，纯合显性Vrn-D1b株系产量提高0.32 t hm-2（P≤0.01），每穗粒数增加1.2（P≤0.01），千粒重增加0.8 g（P≤0.05），苗高和株高分别增加2.5 cm（P≤0.01）和2.0 cm（P≤0.01）；相反，纯合隐性vrn-D1株系比Vrn-D1b株系的每穗小穗数和每穗不孕小穗数分别增加0.2（P≤0.01）和0.3（P≤0.01），抽穗期和开花期分别延长1.0 d（P≤0.01）和1.0 d（P≤0.01）。在两亲本和RILs群体中，同样发现纯合Vrn-D1b基因型的产量显著高于纯合vrn-D1基因型。相关分析发现，在F3:8衍生系中产量与苗高（r=0.47，P≤0.01）、株高（r=0.37，P≤0.01）、和每穗粒数（r=0.51，P≤0.01）呈显著正相关，而与抽穗期（r=-0.50，P≤0.01）和开花期（r=-0.55，P≤0.01）呈显著负相关。RILs群体中的相关性分析结果与F3:8衍生系相似。通径分析和基于主成分的聚类分析发现，Vrn-D1b引起的产量增加主要是由穗粒数增加造成的。在黄淮冬麦区小麦育种中应注意对Vrn-D1b等位变异的利用。

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第一章 引言

1.1 小麦抗倒性研究进展

1.1.1 倒伏类型

1.1.2 小麦倒伏相关性状研究

1.1.3 小麦抗倒伏分子基础研究

1.2 小麦春化基因研究进展

1.2.1 小麦春化基因及其等位变异类型

1.2.2 春化基因等位变异在小麦品种中的分布

1.2.3 春化基因Vrn-1不同等位变异对产量相关性状的影响

1.2.4 Vrn-D1位点不同等位变异对小麦生长发育的影响

1.2.5 研究目的及意义

第二章 小麦品种抗倒伏相关性状研究

2.1 材料和方法

2.1.1 供试材料

2.1.2 试验设计与田间管理

2.1.3 表型评价

2.1.4 数据统计分析

2.2 结果与分析

2.2.1 抗倒性不同的两组品种（系）间倒伏相关性状比较

2.2.2 抗倒品种（系）间抗倒性差异剖析

2.2.3 倒伏性状间相互关系

2.2.4 解析影响倒伏的关键性状

2.3 讨论

第三章 小麦春化基因等位变异Vrn-D1b对农艺性状的影响

3.1 实验材料与方法

3.1.1 实验材料

3.1.2 提取基因组DNA

3.1.3 引物合成与PCR反应

3.1.4 田间试验设计

3.1.5 表型评价

3.1.6 统计分析

3.2 结果与分析

3.2.1 两个群体Vrn-D1位点不同等位变异检测

3.2.2 亲本间10个农艺性状表型比较

3.2.3 F3:8衍生系两种基因型间10个农艺性状表型比较

3.2.4 F3:8衍生系性状间相关分析

3.2.5 F3:8衍生系中影响产量的关键性状解析

3.2.6 RILs群体农艺性状比较分析

3.3 讨论

第四章 全文结论

4.1小麦品种抗倒性相关性状研究

4.2 小麦春化基因等位变异Vrn-D1b对农艺性状的影响

参考文献

致谢

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