苦荞遗传群体主要农艺性状的遗传及其SSR分子标记研究

摘要

苦荞富含黄酮类物质，具有营养保健和食疗双重功效，是国际粮农组织公认的粮药兼用作物，被誉为五谷之王。近年来，市面上已开发出苦荞营养食品、苦荞饮料和苦荞功能食品等产品。由于苦荞杂交育种工作滞后，目前生产上使用的主要还是农家品种和系统育种培育的品种。苦荞厚壳、不易脱壳，小米荞种壳极薄、易脱壳。基于此，本研究以小米荞(薄壳，但产量低、适应性差)为母本、晋荞2号(厚壳，但产量高、适应性好)为父本进行有性杂交获得 F2群体、F3群体和245份F5重组自交系(RIL)为材料对杂交后代主要农艺性状遗传及分子标记进行研究，以期为苦荞育种及脱壳加工提供理论基础。本研究主要内容包括：
　　⑴对苦荞杂交后代F2和F3农艺性状的变异系数分析表明：产量组分F2、F3表型变异系数范围分别是40.03％~61.61，37.76%~51.21%，其F2、F3遗传变异系数范围分别为7.18%~62.10%和5.94-69.37%。遗传力分析显示，产量组分中株粒数广义和狭义遗传力最大，分别为0.764、0.709。千粒重次之，株粒重最小。其他性状中，株高广义、狭义遗传力均为最大，分别为0.818、0.562。RIL群体简单相关系数分析发现，单株粒重与薄壳性(r=-0.236**)呈极显著负相关，与株高(r=0.565**)、主分枝数(r=0.338**)、主花序二分叉花枝数(r=0.464**)、主枝顶三花枝种子数(r=0.308**)、单株粒数(r=0.919**)成极显著正相关，与千粒重相关性不显著。千粒重与株粒数(r=-0.452**)呈极显著负相关。株高与主花序二分叉花枝数(r=0.663**)、株粒数(r=0.507**)呈极显著正相关。主分枝数与千粒重呈(r=-0.125*)显著负相关，与株粒数(r=0.360**)呈极显著正相关。由偏相关可知，单株粒重与主花序二分叉花枝数(r=0.135*)、主枝顶三花枝种子数(r=0.136*)、千粒重(r=0.924**)、单株粒数(r=0.977**)成显著正相关。千粒重与株粒数(r=-0.942**)呈极显著负相关。株高与主分枝数(r=-0.303**)极显著负相关，又与主花序二分叉花枝数(r=0.491**)、千粒重(r=0.223**)、株粒数(r=0.193**)呈极显著正相关。回归分析和通径分析表明千粒重对单株粒重的贡献最大，其次是主花序二分叉花枝数，最小的是株粒数。千粒重对单株粒重直接作用最大。
　　⑵从576对引物中筛选多态性较好的63对引物进行SSR分子标记分析，共获得80个标记。通过IciMapping分析偏分离和图谱构建发现，在P<0.05水平发现有18个标记表现偏分离，占总标记的22.5%，其中有11个标记偏向母本，占总偏离的61.11%，有6个标记偏向父本，占总偏分离33.33%，1个偏向杂合子，占总偏分离位点5.56%。构建的图谱包含12个连锁群，覆盖长度为1089.73cM，连锁群最大覆盖图距是LG4，为232.33 cM，最小覆盖距离为LG11，为24.21 cM，每条连锁群上的标记数目在3-18个之间，标记间平均图距为13.24cM。LG10的平均图距最大为25.12cM，LG11平均图距最小为6.052。LG7标记间出现最大图距，为35.59cM。LG1出现最小标记间图距，为2.13cM。12个连锁群中LG1标记数目最多，有18个， LG2、LG5标记数目最少，有3个。LG1、LG2、LG6、LG9、LG10、LG12均出现大于20cM的图距。
　　⑶采用QTL IciMapping完备区间法分析QTL位点，共检测到25个QTL，包括4个株高、3个主分支、1个主花序二分叉花枝种子数、1个主花序顶三花枝种子数、3个千粒重、2个平均株粒数、5个株粒重和6厚薄壳相关的QTL。检测出株高QTL qPH1，单株产量QTL qYPP1两个主效QTL，其贡献率分别为11.13%、11.30%。

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缩略词表

1文献综述及本研究的意义

1.1苦荞起源与分布

1.2苦荞生长特性

1.3苦荞种质资源及其多样性

1.4苦荞遗传育种

1.5苦荞分子标记遗传图谱构建

1.6本研究的意义及主要内容

2材料和方法

2.1实验材料

2.2实验仪器及药品

2.3实验方法

3结果与分析

3.1亲本表型差异分析

3.2苦荞农艺性状分析

3.3苦荞SSR分子标记分析

4讨论

4.1苦荞农艺性状分析

4.2苦荞SSR分子标记分析

5 结论

5.1 主要农艺性状分析

5.2 SSR分子标记

参考文献

附表I SSR标记对应的基因功能列表

附表 Ⅱ SSR标记谱带在RIL植株F5 群体(小米荞/晋荞2号)的分布表

附录图版Ⅰ亲本SSR筛选结果(每条引物两条泳道分别是小米荞和晋荞2号)

附录图版Ⅱ RIL群体部分SSR引物多态性检测

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攻读硕士学位期间发表的论文

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