小麦骨干亲本蚂蚱麦部分重要农艺性状的遗传分析和QTL定位

论文摘要

骨干亲本具有配合力高和多基因协调表达的特点,在作物新品种培育中发挥了重要的作用。迄今为止,我国已经利用小麦骨干亲本培育出许多优良的小麦品种。例如,骨干亲本蚂蚱麦与另一品种碧玉麦杂交,培育出碧蚂1-6号等优良品种,碧蚂1号曾经推广达亿亩,碧蚂4号是重要的小麦骨干亲本之一,这些优良品种又衍生出了许多具有重要价值的材料。蚂蚱麦能够培育出大量优良品种的遗传基础是什么?这是当前急需解决的问题。本研究以骨干亲本蚂蚱麦和另一品种碧玉麦为亲本,以二者杂交得到的185个F2单株构建群体,对群体的株高、有效分蘖、穗长、小穗数、穗粒数和千粒重进行遗传分析和QTL定位,为揭示骨干亲本的分子遗传机制提供参考,对小麦杂交育种亲本的选配和提高育种效率提供帮助。1.对蚂蚱麦和碧玉麦及F2群体表型数据分析发现,蚂蚱麦在株高和穗粒数方面明显优于碧玉麦。在F：群体中,株高低于中亲值的个体占80.54%,穗粒数高于中亲值的个体占63.24%,株高和穗粒数同时优于中亲值的个体占47.03%,这说明蚂蚱麦在株高和穗粒数方面对后代贡献很大。2.对亲本蚂蚱麦和碧玉麦进行全基因组扫描,共筛选2899对SSR、EST-SSR和STS引物,包括Xgwm、Xgdm、Xbarc、Xwmc、Xcfa、Xcfd、Xcfe、Swes、cnl、Dupw、For、Ksum和Mag等系列,有455对引物在亲本间表现多态性,平均筛选率为15.70%,Xgwm和Xbarc系列引物效果最好,筛选率高于30%,而EST-SSR和STS引物多态性较低。3.重点对染色体1A、1B、2A、2B、5A、5B和6B进行株高、有效分蘖、穗长、小穗数、穗粒数和千粒重进行QTL定位,涉及96对引物,共检测到9个QTL,这些QTL位点分布在除2B和6B染色体外的5条染色体上：在染色体1A上面有3个,1B和2A上面各有2个,5A和5B各有1个。其中有5个主效QTL,分别是：有效分蘖3个,位于1A、1B和5A染色体；千粒重2个,均位于1A染色体。大部分QTL的显性效应是正值,说明它们的效应多来自母本蚂蚱麦,因此在这些QTL位点中,蚂蚱麦对后代的遗传效应贡献大。4.与前人对包括碧蚂4号等骨干亲本的研究进行对比发现,本研究在1A和5A染色体上发现的QTL位点在前人研究的小麦染色体重要区段内：在1A染色体上,与有效分蘖数有关的QTL位点和与千粒重有关的QTL位点均位于前人发现的骨干亲本碧蚂4号等位变异高频率遗传的区段Xgwm357-Xbarc 119-Xgwm135-Xwmc278内；在5A染色体上,与穗粒数有关的QTL位点在前人发现的碧蚂4号中千粒重等性状密切相关的重要区段Xgwm415-Xcfa2250-Xbarc117-Xbarc186-Xgwm304内,说明在1A和5A染色体上确实存在优异基因簇,这可能是蚂蚱麦成为小麦骨干亲本的重要原因之一。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 综述
• 1.1 引言
• 1.2 小麦QTLs定位的研究进展
• 1.2.1 农艺性状的QTLs
• 1.2.2 品质性状的QTLs
• 1.2.3 抗性的QTLs
• 1.2.4 其它性状的QTLs
• 1.3 常用作图群体
• 2群体'>1.3.1 F₂群体
• 1.3.2 BC群体
• 1.3.3 DH群体
• 1.3.4 RIL群体
• 1.3.5 NILs群体
• 1.4 常用分子标记
• 1.4.1 AFLP标记
• 1.4.2 RFLP标记
• 1.4.3 RAPD标记
• 1.4.4 SSR标记
• 1.4.5 EST标记
• 1.4.6 SCAR标记
• 1.4.7 ISSR标记
• 1.4.8 SNP标记
• 1.4.9 STS标记
• 1.5 作图方法
• 1.5.1 单标记作图法（Individual Marker Mapping,IMM）
• 1.5.2 区间作图法（Interval Mapping,IM）
• 1.5.3 复合区间作图法（Composite Interval Mapping,CIM）
• 1.5.4 基于混合模型的复合区间作图法（Mixed-model Composite IntervalMapping,MCIM）
• 1.5.5 Bayesian分析法
• 1.5.6 完备区间作图法（Inclusive Composite Interval Mapping）
• 1.6 常用统计软件
• 1.7 本研究的目的和意义
• 1.8 技术路线
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 部分试剂的配制
• 2.2.1 SDS-DNA提取液
• 2.2.2 下槽电泳缓冲液（5×TBE）
• 2.2.3 上槽电泳缓冲液（10×TBE）
• 2.2.4 Loading buffer
• 2.2.5 6%变性聚丙烯酰胺凝胶
• 2.3 DNA的提取
• 2.3.1 取样
• 2.3.2 提取DNA
• 2.3.3 基因组DNA浓度的检测
• 2.4 引物来源
• 2.5 标记分析
• 2.5.1 PCR扩增
• 2.5.2 清理玻璃板
• 2.5.3 组装玻璃板
• 2.5.4 制备胶
• 2.5.5 灌胶
• 2.5.6 电泳
• 2.5.7 银染
• 2.6 分子标记多态性筛选和群体多态性扩增
• 2.7 数据统计分析、遗传图谱构建和QTL定位
• 第三章 结果与分析
• 2群体的遗传分析'>3.1 亲本及F₂群体的遗传分析
• 2群体的性状表现'>3.1.1 亲本及F₂群体的性状表现
• 2各性状的相关性分析'>3.1.2 F₂各性状的相关性分析
• 2群体各性状遗传模型的确定和分析'>3.1.3 F₂群体各性状遗传模型的确定和分析
• 3.2 重要农艺性状的QTL定位
• 3.2.1 多态性引物的筛选
• 3.2.2 遗传连锁图的构建
• 3.2.3 各性状的QTL定位
• 3.2.3.1 有效分蘖的QTL定位
• 3.2.3.2 株高的QTL定位
• 3.2.3.3 穗粒数的QTL定位
• 3.2.3.4 千粒重的QTL定位
• 3.3 重要农艺性状的定位与骨干亲本优异基因簇的关系
• 3.4 结论
• 第四章 讨论
• 4.1 表型性状
• 4.2 重要农艺性状的QTL定位
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 附录一 英文缩略表
• 附录二 群体内表现良好的引物
• 附录三 部分SSR标记在定位群体中的电泳图谱
• 致谢