利用大粒突变体进行小麦籽粒大小和产量性状的QTL分析

摘要

化学诱变方法，能诱发产生高密度的点突变，获得遗传背景相似的突变体。不仅能够解决小麦育种中种质资源匮乏的问题，也为相关基因的精细定位、克隆以及基因功能的分析等提供了研究平台。我们从EMS诱变小麦品种烟农15获得的突变体库中分离出高杆大粒突变体M8008，本研究利用M8008分别与野生型烟农15（MY）和小麦品种石家庄54（MS）配制杂交组合获得的F2群体及其衍生的F2:3株系构建小麦2D和7B的染色体图谱，并对突变性状进行QTL分析。主要结果如下：
　　 （1）连续两年调查结果为：与烟农15相比，M8008株高增加9 cm，千粒重增加10 g；另外，穗长、可育小穗数等穗部性状及粒长、粒宽等籽粒性状变异显著。MY和MS两个F2及F2:3群体各突变性状都出现超亲分离，并且呈现连续分布。表明这些性状是由多基因控制的数量性状。
　　 （2）对两个组合的F2和F2:3进行相关性分析，结果表明多数突变性状之间相关性显著。除了MY组合的PH-GN和MS组合的SL-GN之间外，其它产量性状（PH、SN、SL、FSS和GN）两两之间相关性显著。而在籽粒性状中，FFD与GL或GW或GLW在MY-F2:3中相关性不显著，GLW和GL在MY-F2和MS-F2中相关性不显著，其它籽粒性状之间显著性都达到p≤0.01极显著水平。而多数产量性状和籽粒性状之间也都具有显著的相关性。
　　 （3）利用1069个SSR和EST-SSR标记检测烟农15与M8008的多态性，其中20.8％的标记具有多态性，这些多态性标记分布在小麦21条染色体上，多态性标记有两种类型，扩增片段的有无和扩增片段长度的差异，在用于多态性检测的2D染色体上的153个SSR标记中,34个在M8008和烟农15之间表现多态性；其中表现扩增片段有无差异的有14个（41.2％），表现扩增片段长度差异的有20个（58.8％）。初步推断在EMS诱变突变体中除了点突变，其它的突变机制发挥重要作用。
　　 （4）利用优选小群体（PSG）进一步检测，其中的24个标记在其中发生分离，这些标记在MY群体中选120个单株验证其与突变性状的连锁关系，其中位于2D上的SSR标记wmc41与千粒重、粒宽等性状连锁；7B染色体上的wmc426和wmc76与株高连锁；选取位于2D染色体上的153个标记检测M8008与烟农15和石家庄54的多态性，用于构建这两群体在2D上的遗传连锁图谱。最终构建的MY-F2的2D的遗传图谱长115.2 cM，而MS-F2的遗传图谱长250.4cM，相同标记在两个群体中的顺序基本一致。而位于7B染色体上的6个多态性标记用于构建MY群体在7B上的遗传连锁图谱。
　　 （5）利用MY-F2:3在2D和7B染色体上共检测到7个籽粒性状QTL，利用MS-F2和MS-F2:3在2D染色体上检测到4个籽粒性状（TGW、GW、FFD、GLW）的QTL。在MY和MS两个组合中检测到的籽粒性状的QTL在2D上分别形成1个QTL簇（QGw、QGlw、QFfd和QTgw），在MY中覆盖SSR标记wmc41，在MS中位于其附近。这些QTL不仅在两个群体中都能检测到，而且在MS群体的两个世代中都能检测到，说明了它们的可靠性。可能由于亲本遗传背景的差异，导致两个群体检测到的QTL区间出现细微的差别。利用MS群体在2D染色体上还检测到一个株高和产量性状（SL和SN）的QTL簇，位于标记区间gwm261-barc168。利用MY群体在7B染色体上检测到一个新的增加株高的QTL，位于标记区间wmc426-wmc76上，该染色体上还定位到籽粒大小（TGW、GW和FFD）的QTL。
　　 （6）本研究中在2D染色体上检测到的粒宽和千粒重的QTL（QGw和QTgw）加性效应均为负值，表明大粒亲本M8008在该位点上具有减少粒宽和降低千粒重的作用，而其增加效应来自低千粒重的小粒亲本烟农15或石家庄54。也就是说，我们在2D染色体定位的QTL是大粒突变体中的降低千粒重的QTL。

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1 引言

2材料与方法

3 结果与分析

4 讨论

5 结论

参考文献

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