【摘 要】
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骨干亲本(Founder parent)在小麦育种和生产中发挥了至关重要的作用。利用骨干亲本不仅直接培育出许多优良品种,而且还由其衍生出许多具有重要价值的材料。但对骨干亲本是如何
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骨干亲本(Founder parent)在小麦育种和生产中发挥了至关重要的作用。利用骨干亲本不仅直接培育出许多优良品种,而且还由其衍生出许多具有重要价值的材料。但对骨干亲本是如何形成的及其内在的遗传机制是什么?还缺乏系统的理论基础研究。本研究以骨干亲本蚂蚱麦和碧玉麦为亲本,构建F2:3遗传分析群体为材料,通过表型和分子标记的全基因组扫描,对重要农艺性状的QTL位点进行遗传分析,试图从基因组水平上揭示小麦骨干亲本蚂蚱麦的遗传机制,并为小麦杂交育种亲本的选配和提高育种效率提供理论依据。
1.本研究利用383对在亲本间具有多态性的SSR和EST-SSR引物对小麦骨干亲本蚂蚱麦与碧玉麦杂交获得的F2群体进行了分子标记鉴定,而利用其中249对标记构建了一张除4D染色体外包含小麦所有连锁群的遗传图谱,该遗传连锁图谱覆盖的遗传距离达到了3492.34cM,标记间平均遗传距离为14.03cM。
2.首次构建了小麦骨干亲本蚂蚱麦×碧玉麦F2:3群体,该群体包括185个家系。对亲本及F2:3群体的表型数据分析表明,亲本蚂蚱麦在穗粒数、每穗小穗数和小穗粒数方面的表现明显优于碧玉麦,同一环境下,许多性状在亲本间具有显著差异;群体内多数性状普遍具有双向超亲的表现,通过联合方差分析和相关分析发现,株高、穗粒数和穗长的遗传力较高,分别为82%,82%和85%,群体间的产量及相关性状表现出一定的遗传变异,并且主要受遗传因素控制,其中穗粒数与每穗小穗数、小穗粒数和穗长均呈极显著正相关,与有效分蘖成负相关,与千粒重只在北京环境下具有显著负相关。该群体整体性状表现较好,结构合理,适合对小麦重要农艺性状的QTL定位分析,且在育种中也具有很好的利用价值。
3.通过在北京、山东和陕西3个地区对小麦骨干亲本蚂蚱麦×碧玉麦F2:3群体重要农艺性状的考察,结合已构建好的遗传连锁图谱,对该群体的重要农艺性状进行了QTL定位分析,结果共检测到113个QTL位点,其中控制穗粒数的QTL位点19个,控制小穗粒数的QTL位点18个,控制每穗小穗数的QTL位点19个,控制穗长的QTL位点18个,控制株高的QTL位点11个,控制有效分蘖数的QTL位点19个,控制千粒重的QTL位点9个,检测到的这些QTL位点分布于除7D染色体外的所有连锁群上。
4.本研究检测到的QTL位点在不同染色体、同源群和基因组间分布不同,在所构建好的遗传图谱中,除7D染色体上未检测到相关QTL位点外,其余染色体上都有QTL的分布,其中分布最多的是2A染色体,达22个,其次是6B、4A、2B、5B和5D染色体,QTL位点在小麦同源群间的分布以第二同源群上检测到的QTL数目最多,达40个,其次是第五、第六同源群,分别都达到了22个;在小麦的3个基因组间,A、B基因组检测到的QTL位点数目最多,且主效的QTL位点也多来自这两个基因组。
5.研究共发现了8个重要的染色体区段,包括2A染色体barc212-xgdm5区段、4A染色体barc343-xgwm160区段、2B染色体cfd73-MAG1221区段和wmc179-barc13区段、5B染色体xgwm544-xgwm159区段、6B染色体Mag972-cfe159区段和xgwm626-wmc737区段、5D染色体cfa2185-barc322区段,这些区段内检测到的QTL位点数目至少在3个以上,形成了重要的QTL簇,且多数为主效的QTL位点。形成的这些重要染色体区段,有可能是骨干亲本蚂蚱麦的主要遗传特征。
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