普通小麦(Triticum aestivum L.)旗叶及穗部相关性状的QTL定位

摘要

小麦是我国城乡居民重要的口粮作物。旗叶是小麦重要的光合作用器官，其与抽穗后小麦籽粒灌浆、籽粒产量关系密切。小麦穗部性状与小麦产量也存在着重要的关联关系。因此，开展小麦旗叶及穗部产量相关农艺性状遗传研究，了解其遗传机理，筛选和分析农艺性状相关的QTL，开发与重要农艺性状紧密连锁的分子标记对进一步开展分子标记辅助选择育种，提高育种效率具有重要的理论和实践意义。本研究以普通小麦品种兰考906和小偃81创制的重组自交系为作图群体构建遗传连锁图谱，对其旗叶长、旗叶宽、旗叶面积、穗长、小穗数、穗粒数和小穗着生密度进行QTL分析，取得的主要
　　结果如下:
　　1、利用兰考906和小偃81创制的133个F6-F7RILs为作图群体，对1237对SSR引物在亲本间进行多态性检测，有298对引物在双亲中呈现出多态性，多态率为24.1％。将298对多态性引物继续在RIL群体中扩增，有202对引物被检出，且条带清晰，占多态性引物的67.8％，可用于QTL定位。
　　2、利用IciMappingV3.2(http://www.isbreeding.net)软件构建小麦遗传连锁图谱。有202个SSR标记被定位在图谱上且呈现不均称的分布状态，图谱总长1678.93cM，两个标记间的平均距离为8.30cM。A、B、D染色体组分别含有的标记数为80、66和56个，其中2A染色体含有的标记最多，有30个，1D染色体含有的标记最少，仅4个。
　　3、采用完备区间作图法一共定位了45个旗叶大小及穗部性状的QTL，分别位于1B、2A、3D、4A、4B、4D、5A、5B、5D、6A、6B、6D、7A和7D染色体上;可解释的表型变异为3.17％～23.14％，LOD值的范围为2.54～13.80;14个QTL在2个或2个以上环境中检出，是能够稳定表达的;20个QTL的贡献率大于10％。其中，8个旗叶宽QTL可解释的表型变异最小为4.94％，最大为20.77％，包括4个稳定QTL和4个主效QTL;8个旗叶面积QTL，可解释的表型变异为3.17％～16.92％，有4个稳定QTL和3个主效QTL;10个穗长QTL表明了5.39％～23.14％的表型变异;6个小穗数QTL，只有一个在2个环境下被检出，3个QTL的贡献率大于10％，可解释的最大变异率为20.77％;7个穗粒数QTL和6个小穗着生密度QTL都各有一个在2个环境下被检出，有4个穗粒数主效QTL，贡献率为11.44％～14.75％;3个小穗着生密度主效QTL，贡献率分别为13.46％、14.09％和16.60％。其中，2A染色体分布的QTL最多，有9个，5A和6D染色体上最少，各有1个。在本研究中未检测到与旗叶长相关的QTL。
　　4、在2A、4A、4B、6B和7D染色体上各发现了一个QTL簇，也称为QTL富集区。处在2A染色体上Xgwm372～Xbarc15内的富集区与旗叶宽和旗叶面积有关;处于在4A染色体区间Xwmc680～Xwmc707的富集区同时控制着旗叶宽、旗叶面积、穗长、穗粒数和小穗着生密度;在4B染色体的区间Xgwm375～Xwmc238内发现了一个控制旗叶宽、穗长和穗粒数的QTL簇;在6B染色体Xbarc101～Xbarc79区间内检出了一个控制旗叶宽、旗叶面积、小穗数和小穗着生密度的QTL簇;在7D染色体Xgpw2327～Xgpw7683区间上检出的QTL簇与旗叶宽、穗长、小穗数和小穗着生密度相关。
　　综上所述，6个环境下一共定位了45个旗叶及穗部性状的QTL，有20个主效QTL和14个稳定QTL，多数QTL只在单一环境下检测到，尤其是小穗数和穗粒数，受环境影响较大，同时发现了5个QTL富集区。Qflw-4A、Qfla-4A、Qsl-4D.2、Qsps-7A和Qker-5D是5个能够稳定表达的主效QTL，可为分子标记辅助选择育种提供帮助，同时可作为改良旗叶大小和增加穗粒数的功能QTL做进一步研究。

目录

论文说明

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 分子标记技术

1．1．1 分子标记的原理

1．1．2 分子标记的类型及其特点

1．2 分子标记与QTL定位

1．3 遗传连锁图谱的构建

1．3．1 作图群体的选择

1．3．2 构建遗传图谱

1．4 QTL定位

1．4．1 QTL定位的原理

1．4．2 QTL定位的方法

1．5 国内外研究进展

1．5．1 旗叶

1．5．2 穗长和小穗数

1．5．3 穗粒数和小穗着生密度

1．6 本研究的目的、意义及技术路线

1．6．1 本研究的目的、意义

1．6．2 技术路线

第二章 遗传连锁图谱的构建

2．1 材料与方法

2．1．1 试验材料

2．1．2 试验方法

2．2 结果与分析

2．2．1 SSR引物的筛选

2．2．2 SNP标记的筛选

2．2．3 遗传连锁图谱的构建

2．3 小结

第三章 旗叶及穗部性状的QTL分析

3．1 材料与方法

3．1．1 试验材料

3．1．2 试验方法

3．2 结果与分析

3．2．1 亲本及RIL群体的表型变异

3．2．2 QTL定位

3．3 小结

第四章 讨论和结论

4．1 讨论

4．1．1 遗传连锁图谱的构建

4．1．2 QTL定位分析

4．2 结论

参考文献

缩略词

致谢

作者简介