小麥高密度遺傳圖譜的構(gòu)建和產(chǎn)量相關(guān)性狀的QTL分析.pdf

1、小麥?zhǔn)鞘澜缟现匾募Z食作物，選育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)小麥品種是當(dāng)前小麥育種的主要任務(wù)之一。構(gòu)建高密度遺傳圖譜，將優(yōu)異的種質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為基因資源，從中發(fā)掘重要基因和QTL，對(duì)小麥分子標(biāo)記輔助選擇育種、分子聚合育種以及重要基因的圖位克隆具有重要意義。本研究以“山農(nóng)0431×魯麥21”RIL（2010年F7）群體176個(gè)系為材料進(jìn)行遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建和產(chǎn)量相關(guān)性狀的QTL分析。主要結(jié)果如下:
　　利用SSR、DArT和SNP分子標(biāo)記，構(gòu)建了一張高密度

2、遺傳圖譜。該圖譜覆蓋21條染色體，由42個(gè)連鎖群組成，包含5916個(gè)位點(diǎn)，其中獨(dú)立位點(diǎn)4530個(gè)（3605個(gè)DArT、850個(gè)SNP、75個(gè)SSR位點(diǎn)）。圖譜全長(zhǎng)2929.96 cM，染色體平均長(zhǎng)度為139.52 cM，其中，3B染色體最長(zhǎng)，為209.95 cM;3D最短，為31.15 cM。A、B、D基因組的長(zhǎng)度分別是1065.36 cM(36.4％)、1072.95 cM(36.6％)和791.65 cM(27.0％)，標(biāo)記數(shù)分別是

3、1591(35.1％)、2278(50.3％)和661(14.6％)。該圖譜的分子標(biāo)記間的距離范圍從6A的0.31 cM到1D的2.18 cM，圖譜的總平均密度是0.65 cM。
　　將RIL群體在8個(gè)環(huán)境中種植:2011年菏澤(E1)、2010年泰安(E2)、2011年泰安(E3)、2011年泰安旱地(E4)、2011年煙臺(tái)(E5)、2011年淄博(E6)、2012淄博旱地(E7)和2012年淄博(E8)。方差分析表明，8個(gè)環(huán)境

4、下的14個(gè)產(chǎn)量相關(guān)性狀在基因型和環(huán)境間均表現(xiàn)為極顯著差異(p≤0.001)。粒長(zhǎng)的遺傳力最高，為76.9％;籽粒產(chǎn)量最低，為28.10％。相關(guān)分析表明:株高(PH)分別與每平方米穗數(shù)、千粒重、籽粒產(chǎn)量、穗長(zhǎng)、基部不育小穗數(shù)、頂部不育小穗數(shù)和粒寬7個(gè)性狀表現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系(p≤0.05)。對(duì)于產(chǎn)量性狀，籽粒產(chǎn)量與每平方米穗數(shù)和穗粒數(shù)均表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)，而產(chǎn)量三要素彼此之間均表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)。對(duì)于穗部性狀，穗長(zhǎng)、總小穗數(shù)和可育小穗數(shù)彼此之

5、間均表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，基部不育小穗數(shù)與總小穗數(shù)表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，而與可育小穗數(shù)表現(xiàn)為顯著正相關(guān)。頂部不育小穗數(shù)和可育小穗數(shù)之間表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān);對(duì)于籽粒大小性狀，籽粒長(zhǎng)寬比與粒長(zhǎng)呈顯著正相關(guān)，而與籽粒密度呈顯著負(fù)相關(guān)。
　　本研究共檢測(cè)到204個(gè)QTL，分布于除3D外的20條染色體上，單個(gè)QTL解釋平均表型變異的3.84％～33.31％。其中，123個(gè)QTL表現(xiàn)為正加性效應(yīng)，其增效效應(yīng)來源于山農(nóng)0431，81個(gè)QTL表現(xiàn)為負(fù)加

6、性效應(yīng)，其增效效應(yīng)來源于魯麥21。E3環(huán)境下的株高QTL的LOD值最高，為17.03，解釋表型變異的33.31％?？刂飘a(chǎn)量及構(gòu)成因素的的QTL有56(27.5％)個(gè)，分布于除3D、4B和6D外18條染色體上，單一QTL解釋表型變異的5.26％～20.15％;控制株高及穗部的QTL有82(40.2％)個(gè)，分布于除3D外的20條染色體上，單一QTL解釋表性變異的4.65％～33.31％;控制籽粒大小性狀的QTL有66(32.4％)個(gè)，分布于

7、除3D和6D外19條染色體上，單一QTL解釋表型變異的3.84％～24.36％;
　　204個(gè)QTL中，19個(gè)QTL在4個(gè)或以上環(huán)境中同時(shí)被檢測(cè)到，是相對(duì)穩(wěn)定的QTL(RHF-QTL)。這些QTL分布于9條染色體上:1A、2B、2D、3B、4B、4D、5A、5B和6A，涉及株高、千粒重、穗長(zhǎng)、基部不育小穗數(shù)、總小穗數(shù)、粒長(zhǎng)、籽粒長(zhǎng)寬比和籽粒密度在內(nèi)的8個(gè)性狀，解釋平均表型變異的6.59％～24.05％。其中3個(gè)RHF-QTL(QP

8、h-2B，QTss-6A和QBsss.2-6A)在各環(huán)境中加性效應(yīng)表現(xiàn)為負(fù)值，其增效效應(yīng)來自于魯麥21，其余16個(gè)RHF-QTL加性效應(yīng)均表現(xiàn)為正值，其增效效應(yīng)來自于山農(nóng)0431。7個(gè)RHF-QTL(QPh-4D、QSl.2-1A、QTss-6A、QBsss.2-6A、QFfd-5B、QGl.2-5B和QGlw-5B、)解釋平均表型變異的百分比大于10％，分別為15.59％、11.38％、18.07％、24.05％、10.27％和13.

9、74％，為穩(wěn)定的主效QTL。
　　檢測(cè)到包含3個(gè)或3個(gè)以上QTL置信區(qū)間重疊的QTL簇21個(gè)(C1～C21)，分布于10條染色體上:1A、1B、1D、2B、2D、3A、3B、4D、5B和6A，包含84個(gè)QTL(41.18％)。除4個(gè)RHF-QTL（QPh-2B、QTss-4B、QBsss.2-6A和QBsss-5A）外，其余15個(gè)RHF-QTL(15/19×100％=78.95％)集中分布于10個(gè)QTL簇(C2、C8、C10、C1