贮藏时间和温度对小麦穗粒发芽率与α-淀粉酶活性的影响

论文摘要

本研究利用亲本Jagger与2174通过重组自交构建的96份RILs群体,并设计不同温度和贮藏时间处理,对小麦穗发芽抗性进行了整穗发芽率、籽粒发芽率、α-淀粉酶活性三个指标的鉴定,结合皮色对小麦穗发芽抗性及α-淀粉酶活性进行分析,并在全基因组范围内检测小麦种子抗穗发芽相关QTLs,以期为小麦抗穗发芽育种与栽培提供理论依据。试验主要结果如下：1、穗发芽抗性的三个指标鉴定结果表明,整穗发芽率、籽粒发芽率在群体中呈连续分布的特点,但不符合正态分布；群体α-淀粉酶活性变异连续,基本趋于正态分布;不同家系间的发芽率及α-淀粉酶活性有显著差异,并有明显的双向超亲分离现象。种子皮色对小麦发芽率有影响,白皮小麦的总体发芽率比红皮的高,但种子皮色与小麦α-淀粉酶活性没有明显的相关性,总体α-淀粉酶活性白皮小麦与红皮小麦基本一致。α-淀粉酶活性与发芽率存在正相关性,其中白皮小麦籽粒α-淀粉酶活性与发芽率呈显著正相关,红皮小麦却未达显著水平,表明α-淀粉酶活性是影响发芽率的主要因素之一,群体中存在高α-淀粉酶活性低发芽率和低α-淀粉酶活高发芽率的家系,表明还存在着其他控制发芽的因素。2、收获后不同贮藏时段高温（35℃处理7d）、常温（22℃处理7d）和低温（4℃处理5d再常温22℃处理7d）处理对籽粒发芽率的影响表明,高温处理虽然使籽粒发芽率降低,但籽粒α-淀粉酶活性提高,低温处理使籽粒发芽率提高同时提高了籽粒α-淀粉酶活性。不同皮色间,高温对白皮小麦发芽率及α-淀粉酶活性的影响比对红皮小麦的影响大；低温处理对红皮小麦发芽率的影响相对于白皮小麦要大,而对白皮、红皮小麦α-淀粉酶活性的影响基本一致。3、成熟期和贮藏时间对小麦籽粒发芽率及α-淀粉酶活性的显著影响。随着籽粒成熟度提高,成熟期整穗和籽粒发芽率提高,花后35d群体整穗发芽率低于收获期,且白皮与红皮小麦整穗发芽率有显著差异,白皮较红皮穗发芽抗性弱。亲本与家系的籽粒发芽率随着种子贮藏时期的延长而提高,贮藏15d的亲本间籽粒发芽率较低,均值50%,贮藏30d籽粒发芽率显著提高,均值84%,贮藏45d及75d的籽粒发芽率更高,均值分别为86%、89%。α-淀粉酶活性随着贮藏时间的延长而提高。不同贮藏时间下不同皮色的小麦发芽率变化幅度和α-淀粉酶活性变化幅度有显著差异,其中红皮小麦发芽率对贮藏时间的敏感性高于白皮小麦。发芽时间相同、发芽率相近的不同家系间α-淀粉酶活性存在显著差异,且发芽时间不同、发芽率相近的不同家系间α-淀粉酶活性也存在显著差异。4、利用基于混合线性模型的Windows QTL Cartographer2.5软件对不同温度、贮藏时间条件下穗、粒发芽率、a-淀粉酶活性及籽粒发芽率变化幅度、α-淀粉酶活性变化幅度进行了QTL定位分析,结果表明共检测到2个QTL位点,位于2D、3A染色体上,分别为QSd-2D.1,QSd-3A.2,这两位点在不同温度、贮藏时间条件下穗粒发芽率及籽粒发芽率变化幅度被重复检测到,可解释10%-28%的变异率,加性效应变异范围为1.88-12.66,说明控制穗粒发芽的遗传受加性效应控制,且受环境条件的影响。在本RILs群体中没有检测到控制α-淀粉酶活性及在不同温度、贮藏时间条件下α-淀粉酶活性变化幅度的QTL

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 小麦穗发芽抗性的研究进展
• 1.1.1 小麦抗穗发芽的生理机制
• 1.1.1.1 酶活性与穗发芽
• 1.1.1.2 激素含量和比例与穗发芽
• 1.1.2 小麦抗穗发芽的遗传机制
• 1.1.2.1 小麦穗发芽抗性的基因型差异
• 1.1.2.2 小麦穗发芽抗性的遗传特点
• 1.1.3 小麦穗发芽抗性的调控
• 1.1.3.1 遗传调控
• 1.1.3.2 栽培调控
• 1.1.3.3 加工调控
• 1.2 小麦穗发芽抗性的影响因素
• 1.2.1 萌发抑制物对穗发芽的影响
• 1.2.2 硫氧还蛋白对穗发芽的影响
• 1.2.3 环境因素对穗发芽的影响
• 1.3 小麦穗发芽抗性鉴定的研究
• 1.3.1 鉴定时期
• 1.3.2 鉴定方法与指标
• 1.4 小麦抗穗发芽的QTL定位
• 1.4.1 穗发芽抗性基因
• 1.4.2 穗发芽抗性基因的QTLs
• 1.5 本研究的目的与意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验设计
• 2.2 试验项目和方法
• 2.2.1 发芽试验
• 2.2.2 穗发芽抗性遗传结构图谱来源
• 2.2.3 发芽籽粒加工品质测定
• 2.3 数据分析
• 2.3.1 表型数据分析
• 2.3.2 QTL图谱分析
• 3 结果与分析
• 3.1 亲本及RIL群体籽粒发芽率和α-淀粉酶活性的变异
• 3.1.1 芽率和α-淀粉酶活性的总体变异
• 3.2 RIL群体内不同皮色材料籽粒发芽率和α-淀粉酶活性差异比较
• 3.2.1 花后35天与收获当天不同皮色发芽率变异特征
• 3.2.2 收获后贮藏75天不同皮色籽粒发芽率和α-淀粉酶活性变异特征
• 3.3 RTLs群体发芽率与α-淀粉酶活性的关系与聚类分析
• 3.3.1 群体总体发芽率和a-淀粉酶活性的关系与聚类分析
• 3.3.1.1 花后35天发芽率聚类分析
• 3.3.1.2 收获后75天发芽率和α-淀粉酶活性聚类分析
• 3.3.2 不同皮色材料发芽率和α-淀粉酶活性变异特征
• 3.4 温度对收获后75天籽粒发芽率和α-淀粉酶活性的调控效应
• 3.4.1 不同温度条件下的变化特征
• 3.4.2 温度对发芽率和α-淀粉酶活性变化幅度的影响
• 3.5 贮藏时间对群体整穗、籽粒发芽率及α-淀粉酶活性的影响
• 3.5.1 不同贮藏时间对发芽率和α-淀粉酶活性的影响
• 3.5.2 不同贮藏时间对发芽率和α-淀粉酶活性的变化幅度的影响
• 3.5.3 温度处理对随贮藏时间变化幅度的调控
• 3.6 穗发芽相关QTL的定位图谱
• 3.6.1 遗传连锁图谱
• 3.6.2 QTL分析
• 3.7 穗发芽抗性鉴定指标间相关性及穗（粒）发芽小麦的加工品质变化特性分析
• 3.7.1 穗发芽抗性鉴定指标间相关性分析
• 3.7.2 穗（粒）发芽小麦的加工品质变化特性
• 4 结论与讨论
• 4.1 讨论
• 4.1.1 RIL群体穗、粒发芽率及α-淀粉酶活性的变异
• 4.1.2 温度对籽粒发芽率、α-淀粉酶活性的调节效应
• 4.1.3 贮藏时间对籽粒发芽率和α-淀粉酶活性的影响
• 4.1.4 QTL分析
• 4.1.5 穗（粒）发芽小麦的加工品质变化特性
• 4.2 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文