小麦早熟与花培特性的遗传分析和易花培相关基因的SSR分子标记

摘要

K35是山东省农科院作物研究所选育的一个兼有生产性能好、生育周期短、花药培养能力强等突出优点的小麦新种质，试验以K35分别与Wesley和pronghorn组配杂交组合，对小麦早熟性和花培特性的遗传特性及易花培相关基因控制进行了研究。 在早熟特性研究方面，采用植物数量性状主基因+多基因混合遗传模型多世代联合分析方法，对早熟品种K35和晚熟品种Wesley杂交组合的P1、P2、F1、F2四个世代的早熟特性进行了分析。在花培能力研究方面，以高花培能力的K35和两个低花培能力的小麦材料prongorn．、Wesley组配的2个组合4个世代P1、P2、F1、F2为试验材料，分别进行花药培养，采用主基因+多基因遗传模型，对花药出愈率、愈伤组织绿苗分化率、花药绿苗率三个花培性状进行了遗传分析，并进行了花培特性相关基因的SSR分子标记研究。主要结果和结论如下： 1．早熟特性遗传分析特点 早熟性状的遗传符合1对主基因+多基因的模型，且主基因的加性效应(d)和显性效应(h)均为负值，但根据F1代的表型分析，该性状可能由不完全显性基因控制，因此加性效应和显性效应的作用可能是增效，且d大于h为正向部分显性。F2代主基因的遗传率为80.82％，多基因遗传率为0.38％，环境因素影响为18.8％，说明主基因对于该性状起主导作用，环境因素也有一定的影响。 2．花培特性遗传特点分析 花药出愈率在组合Ⅰ(K35xpronghom)中检测到一对主基因，组合Ⅱ(K35×Wesley)中检测到两对主基因。愈伤组织绿苗分化率和花药绿苗率均检测到两对主基因。主基因的加性效应(d)为增效，显性效应(h)除组合Ⅱ的愈伤组织绿苗分化率外均为减效。互作效应在组合Ⅰ中，愈伤组织绿苗分化率的jab(第一对主基因的d与第二对主基因的h间的互作效应)和花药绿苗率的jba(第一对主基因的h与第二对主基因的d间的互作效应)较小。在组合Ⅱ中，花药出愈率的jba较小；愈伤组织绿苗分化率的显性互作效应(1)较大；花药绿苗率的各效应值较平均。多基因效应中，对于组合Ⅰ的花药绿苗率和组合Ⅱ的花药出愈率，d和h均为增效，且h大于d；组合Ⅱ中愈伤组织绿苗分化率的d和h均为减效，且d大于h。不同组合F2代花药出愈率的主基因遗传率存在明显差异，组合Ⅰ为55.01％，组合Ⅱ为84.54％，其余两花培性状主基因遗传率差异较小，均在90％以上。研究认为，3个性状受主基因和多基因共同影响，且主基因起决定作用，花药出愈率可以作为衡量小麦花培能力的重要指标之一。 3．花培特性相关基因的SSR分子标记研究 利用200对微卫星引物对亲本和花培能力高低DNA池进行扩增筛选。其中，有7对SSR标记(Xgwml86、Xgwm325、Xgwm259、Xgwm264、Xgwm429和Xwmc25、Xwmc264)在亲本间和两池间均表现多态性。 用这些标记检测K35xWesley的F2群体的141个单株，并用于三个性状相关基因的定位分析，结果显示7对SSR标记在F2群体中遗传分离呈现孟德尔遗传规律，其中Xgwm429、Xwme25、Xgwm264和Xgwm2594个SSR标记紧密连锁。花药出愈率和花药绿苗率未检测到相关基因存在。Xwmc25和Xgwm429标记间存在与愈伤组织绿苗率相关基因，该基因位于44.5 cM处，距Xwmc25为9.9 cM，Xgwm429为12 cM，Xgwrn259为38.7 cM，Xgwm264为44.5 cM，加性效应为44.8，解释表型变异37.2％。Xwmc25和Xgwm429位于2BS染色体，由此可知愈伤组织绿苗率相关基因也应该在2BS染色体上，Xgwm264也位于2B染色体，推测Xgwm259在2B染色体上存在位点。

目录

论文说明:英文缩写符号及中英文对照表

声明

摘要

1引言

1.1小麦早熟特性研究

1.1.1温度对熟期的影响

1.1.2光周期对熟期的影响

1.1.3早熟相关基因的影响

1.1.4环境因素对熟期的影响

1.2小麦花药培养特性研究

1.2.1花药发育时期对小麦花培能力的影响

1.2.2小麦花药的预处理

1.2.3培养基对小麦花培能力的影响

1.2.4培养基中的附加成分

1.2.5培养条件对小麦花培能力的影响

1.2.6基因型对小麦花培能力的影响

1.2.7小麦花药培养生理和结构的变化

1.2.8白化苗的产生机理

1.3小麦分子标记研究

1.3.1分子标记的特点

1.3.2分子标记的种类

1.3.3分子标记在小麦遗传育种研究中的应用

1.3.4小麦早熟和花培特性分子标记研究

1.4本研究的目的意义

2材料与方法

2.1实验材料

2.1.1小麦材料

2.1.2酶及生化试剂

2.1.3培养基配方

2.1.4 PCR引物

2.2实验方法

2.2.1熟期调查

2.2.2花药培养

2.2.3数据整理及分析

2.2.4 SSR分子标记

3结果与分析

3.1早熟特性遗传分析

3.1.1成熟期的统计分析

3.1.2早熟特性方差及相关性分析

3.1.3 K35×Wesley组合早熟特性数量遗传体系的鉴别

3.2花培特性遗传分析

3.2.1花药培养结果及方差分析

3.2.2各性状的最适模型

3.2.3各性状的遗传特性

3.3花培特性相关基因的SSR标记

3.3.1花培特性相关基因的SSR标记筛选

3.3.2 SSR标记与花培特性相关基因的连锁分析

4讨论

4.1早熟性状的基因控制

4.2花培性状效应分析及基因控制

4.3花培特性相关基因的SSR分子标记筛选及定位

5结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表论文情况

致谢