小麥蛋白磷酸酶TaPP2Aa-c的功能標記開發(fā)、作圖和關聯(lián)分析.pdf

1、小麥是世界主要糧食作物之一，而干旱一直是限制小麥生產最主要的非生物脅迫因素。因此發(fā)掘抗旱基因資源是培育小麥抗旱穩(wěn)產新品種的根本途徑。我國小麥種質資源豐富，蘊含著大量影響小麥抗旱性的功能等位變異。鑒定出這些功能等位基因有助于深入了解抗旱分子機制，而根據(jù)這些功能等位變異開發(fā)的功能標記可用于小麥抗旱性種質創(chuàng)新和遺傳改良的分子標記輔助選擇。關聯(lián)分析方法是一種可以直接鑒定出與表型變異密切相關的功能等位變異的有效方法。
　　小麥蛋白磷酸酶由結

2、構亞基A、催化亞基C以及調節(jié)亞基B構成。已有的研究結果表明，結構亞基A基因TaPP2Aa和催化亞基C基因TaPP2Ac與干旱、高鹽、低溫和外源ABA等逆境脅迫相關。本研究以154份小麥種質資源材料組成的自然群體、4個遺傳作圖群體、小麥野生近緣種和一套中國春缺四體為材料，進行小麥抗旱候選基因TaPP2Aa/c不同基因組的序列多樣性分析和基因染色體定位，根據(jù)基因序列的等位變異開發(fā)功能標記并作圖。同時，對154份自然群體材料進行田間抗旱表型和

3、苗期生物量測量和鑒定。在考慮群體結構的基礎上，進行TaPP2Aa/c基因多態(tài)性與抗旱相關表型之間的關聯(lián)分析，旨在發(fā)掘與小麥抗旱相關表型相關聯(lián)的功能等位變異和優(yōu)異單倍型。主要研究結果如下:
　　1、TaPP2Aa基因序列在A、B、D基因組的π值（核苷酸多樣性）分別為0.00062、0.00227和0.00037; TaPP2Ac基因序列在A、B、D基因組的π值（核苷酸多樣性）分別為0.00074、0.00962和0.00050。兩個

4、基因的分析結果相似，從一定程度上證明了小麥B基因組序列差異最大，而D基因組最為保守。
　　2、TaPP2Aa定位于小麥第5同源染色體群上;TaPP2Aa-B位于RIL群體(Opata85×W7984)5B的標記區(qū)間Xwg909—Xgwm67，與兩個標記的遺傳距離分別為4.0cM和3.6 cM;位于DH群體（旱選10號×魯麥14）5B染色體的標記區(qū)間Xgwm234—WMC363，與WMC363的遺傳距離為7.5 cM;在兩個遺傳群體

5、中與標記Xgwm67的距離分別為3.6 cM和11.4 cM。TaPP2Aa-D位于RIL群體(Opata85×W7984)染色體5D的標記區(qū)間Xcmwg770—Xbarc205，遺傳距離分別為9.8cM和10.0cM。通過與DH和RIL兩個遺傳作圖群體中已有的抗逆主效QTL進行對比分析，明確了TaPP2Aa與小麥抗逆性狀QTL具有遺傳連鎖關系。
　　3、TaP2Ac-A位于DH群體（洛夫林10號×中國春）4A染色體的標記WMC1

6、73附近，與該標記的遺傳距離為4.4cM;TaPP2Ac-B位于RIL群體（偃展一號×早穗30)4B染色體的標記區(qū)間KSUM154～WMC47，與兩個標記的遺傳距離分別為3.7cM和23.5cM。通過與DH和RIL兩個遺傳作圖群體中已有的QTL進行對比分析，明確了TaPP2Ac與千粒重的主效QTL具有遺傳連鎖關系。
　　4、TaPP2Aa-B的4種單倍型與株高、穗葉距、穗下節(jié)長、倒二節(jié)長、其余節(jié)長、苗期生物量相關，且與株高、穗下節(jié)

7、長以及苗期生物量的抗旱指數(shù)也相關。其中，單倍型Hap-B1是具有較高的（株高、穗下節(jié)長和苗期生物量）抗旱指數(shù)，是對小麥抗旱具有正向貢獻的優(yōu)異單倍型;TaPP2Ac-A等位變異Hap-A和Hap-G與千粒重及其抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)、單株穗數(shù)和倒二節(jié)長相關。攜帶有等位變異Hap-A的品種較Hap-G的品種具有更高的千粒重，而且其抗旱系數(shù)和抗旱指數(shù)均高于Hap-G，是一種較優(yōu)異等位變異類型;TaPP2Ac-B兩種單倍型Hap-4093和Hap-