论文部分内容阅读
小麦是全球主要粮食作物之一,小麦淀粉是人类能量和碳水化合物的重要来源,占籽粒重量的70%。小麦籽粒中淀粉合成由一系列酶催化形成,其酶活性高低对籽粒重量和产量有显著影响。SSIV在淀粉合成中起重要作用,其主要功能是控制淀粉颗粒形成。为了挖掘更多有利的等位变异,利用EcoTILLING技术在362份中国和巴基斯坦小麦品种中筛选出TaSSIV-A,B和D基因一系列SNP位点,将这些SNP位点转化成高通量的KASP标记,鉴定TaSSIV基因单倍型,并对TaSSIV单倍型与农艺性状进行关联分析。主要结果如下:Ⅰ.通过EcoTILLING技术筛选到TaSSIV三个部分同源基因共38个SNPs,其中在TaSSIVA,B和D中各筛选到10、15和13个SNPs。在筛选出的变异位点中,TaSSIV-A和TaSSIV-B基因各筛选出2个错义突变,TaSSIV-D基因筛选到3个错义突变。Ⅱ.上述SNPs转化为高通量KASP标记。其中,TaSSIV-A基因4个标记(A1673T,C5952T,A2403C和C2436T)和TaSSIV-B基因2个标记(C1560T,C6107T)等位变异频率均大于5%,其余标记等位变异频率均小于5%。TaSSIV-D基因中所有SNPs等位变异频率均小于5%,因此不对其做进一步分析。Ⅲ.在中国微核心种质库中,分别鉴定出TaSSIV-A和TaSSIV-B基因各3个单倍型,并且其等位变异频率均大于5%。TaSSIV-A基因单倍型分别为Hap-1-1A(AATC),Hap-2-1A(ACTT)和Hap-3-1A(ACTC);TaSSIV-B基因单倍型分别为Hap-1-1B(CC),Hap-2-1B(TC)和Hap-3-1B(CT)。关联分析结果表明单倍型Hap-2-1A(ACTT)与千粒重(TGW)呈显著相关。Ⅳ.在中国地方品种中,千粒重相关的优异单倍型(Hap-2-1A)频率较低,而在栽培品种中,在I-IV麦区优异单倍型(Hap-2-1A)频率均高于50%。变异频率和地理分布结果表明,在中国小麦育种进程中,优异单倍型(Hap-2-1A)受到了正向选择。Ⅴ.在巴基斯坦小麦品种中,优异单倍型(Hap-2-1A)在Punjab灌溉区和旱作区分布频率较高,分别为78%和52%。本研究结果表明EcoTILLING技术可用于自然变异的挖掘,并且这些KASP标记可用于小麦分子标记辅助育种,为小麦产量提升和淀粉改良奠定基础。本研究在362份小麦品种中共鉴定出38个等位变异,关联分析结果表明其中一个单倍型与千粒重显著相关,并且该类单倍型可进一步用于后续研究,作为提升小麦产量相关性状的选择标准。