小麦分子遗传图谱的构建及数量性状基因定位.pdf

山东农业大学

博士学位论文

小麦分子遗传图谱的构建及数量性状基因定位

姓名：张坤普

申请学位级别：博士

专业：作物遗传育种

指导教师：田纪春

20080610
．蛐驾!掾霖期：2丝猡．否．I各关于学位论文原创性和使用授权的声明目本人所呈交的学位论文，是在导师指导下，独立进行科学研究所取得的成果。对在论文研究期间给予指导、帮助和做出重要贡献的个人或集体，均在文中明确说明。本声明的法律责任由本人承担。本人完全了解山东农业大学有关保留和使用学位论文的规定，同意学校保留和按要求向国家有关部门或机构送交论文纸质本和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权山东农业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。保密论文在解密后应遵守此规定。论文作者签名：导师签名：
摘要小麦是世界重要的粮食作物。小麦等农作物的许多重要农艺性状(如产量性状、生育期、抗逆性等)和品质性状是由多基因控制的数量性状(QTL)。随着分子遗传学和基因组学研究的发展，对QTL的标记、分离与利用将成为农作物遗传改良实践中一个重要和必不可少的组成部分，不仅可以为分子标记辅助选择和分子设计育种准备基因资源，也可以为相关基因的精细定位和克隆奠定基础。本研究以花培3号×豫麦57的双单倍体Haploid，OH)群体为作图群体，构建了小麦分子遗传图谱，并利用基于混合线性模型的QTLNetwork2．0软件，对籽粒产量、穗部相关性状、株高、抽穗期、抗倒伏性、白粉病成株抗性、叶绿素含量、叶部形态(旗叶挺直角度、上三叶的长、宽和面积)等重要农艺性状及面粉白度(R457)、a}值、b宰值、L枣值、多酚氧化酶活性、湿面筋含量、面筋指数和籽粒硬度等品质性状共33个性状进行了QTL定位分析，取得的主要1．利用高产、多抗的中国普通小麦花培3号和综合性状优良的豫麦57构建的168个株系的DH群体为作图群体。选用2002对不同来源的引物(包括1623对SSR引物和379对EST-SSR引物)对亲本进行扩增筛选，其中270对SSR引物和17对EST-SSR引物‘在群体中扩增出清晰且有差异的标记位点，大多数位点在群体中的分布符合．1：1的分离比例，结果表明，该群体可用于小麦数量性状的作图研究。2．用MAPMAKEWEXP3．Ob软件，将305个标记，包括283个SSR标记和22个EST-SSR标记位点定位在小麦的2l条染色上。图谱全长2141．7cM，平均两个标记间的遗传距cM，形成24个连锁群，被定位在小麦的2l条染色体上。每个连锁群包括3,---,24个位点，平均每个连锁群为12．71个位点。发现了一些标记富集区，这些区域在不同作图群体间多态性较高，有利于进行QTL定位研究。3．77个(24．4％)位点发生了偏分离，其中44个位点(57．1％)偏向母本花培3号等位位点，33个位点(42．9％)偏向父本豫麦57等位位点。偏分离位点在A、B和D基因组上的分布是不均衡的，分别为12、5l和14个位点，其在染色体上的分布存在明显的聚集现象，主要分布在染色体Ih(5)、IB(12)、3B(21)和6B(13)上。2．0软件，对籽粒产量及相关重要农艺性状和主要品质性状共33个性状进行了2年3点的QTL定位分析，共检测到123个加性QTLs和89对上位QTLs，分布在小麦的2l条染色体上。其中31个加性QTLs遗传贡结果如下：离是7．024．利用基于混合线性模型的QTLNetwork(Doubled山东农业大学博士学位论文
10对上位QTLs可解释3．33～≯42％的表型变异。献率较大(超过10％)，属主效基因，其余92个加性QTLs遗传贡献率较小(小于10％)，属微效基因。4．1籽粒产量及穗部性状的QTLs定位。籽粒产量的3个加性QTLs位于2D、4A署15D染色体，可分别解释14．07％、4．52％和10．32％的表型变异；3对上位QTLs可分别解释2．25％、4．03％和6．51％的表型变异；穗部相关性状(穗长、穗粒数、总小穗数、小穗着生密度、可育小穗数、千粒重和粒径)的24个加性QTLs位于lB、2B、2D、3A、3B、4A、4B、4D、5D、6A、6B、7A和7D染色体，单个QTL可解释表型变异的1．48～15．63％，4．2株高及相关农艺性状的QTLs定位。株高的4个加性QTLs位于3A、4B、4D和7D染色体，可分别解释8．50％、14．51％、20．22％和2．54％的表型变异，5对上位QTLs可解释2．62一-．6．56％的表型变异；抽穗期的2个QTLs位于1B和5D染色体，可分别解释3．49％和53．19％的表型变异，2对上位QTLs可分别解释2．45％和3．44％的表型变异；白粉病成株抗性的2个QTLs位于4