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小麦大多数重要的农艺性状如株高、产量、生育期等都是由数量性状座位(QTL)控制的。由于六倍体普通小麦基因组的复杂性,小麦分子标记遗传图谱的绘制及其农艺性状的QTL定位研究落后于水稻和玉米等其它禾谷类作物。
本研究有两个内容:1,以遗传差异比较大的“遗4155”和“临汾5071”作为亲本,利用花药培养的方法,构建DH系,对18个农艺性状进行QTL定位;2,由DH系随机杂交,构建永久F2群体,并用混合线性模型对各性状的杂种优势位点及其作用方式进行分析。主要结果如下:
1,利用292个SSR标记,构建的遗传图谱总长为3568.7cM,标记间的平均距离为14.6cM,从1B的40.5 cM到1A的363.2 cM不均匀分布。D基因组遗传距离最长,为1338cM,而A和B分别为1171cM和1059.7cM。
2,以LOD2.5作为显著效应QTL的阈值,在8个环境中共检测到84个QTL位点,LOD值在2.5~5.66之间,解释表型变异率在20%~49%。检测到的84个QTL位点分布在19条染色体上,其中4A和7D上没有检测到任何具有显著效应的QTL。B组染色体上定位的QTL最多,占总数的40.48%,D组最少,只占了22.61%。1A染色体上的QTL数目最多,占到了总数的17.86%,接近于整个D组的数目。QTL在基因组中并不是均匀分布,而是呈簇状形成QTL簇,检测到的9个QTL簇,包含了58%的QTL。
3,首次对穗下第一节、第二节和第三节进行研究,表型相关分析表明,株高与其节间长紧密正相关,它们与产量性状也紧密相关,与此相对应,1AS,2BL和3AS上的QTL簇同时包含了株高及节间长和产量及其组成性状的QTL;另外,在研究的三个节间长中,较多的倒二节QTL与株高及产量性状的QTL定位在同样的染色体区段,可能倒二节对株高和产量贡献最大。
4,利用基于混合线性模型的QTLNetwork2.0软件对永久F2群体的杂种优势位点及其作用方式进行了分析,结果,在几个试验环境下都稳定检测到杂种优势位点的性状包括株高、倒一节长、基部芒长和中部芒长,它们的作用方式包括部分显性、超显性、加显上位和显显上位性,可能这些方式都对杂种优势有贡献。