论文部分内容阅读
小麦是世界上重要的粮食作物之一。目前,小麦品种的遗传多样性比较狭窄。以人工合成六倍体小麦(synthetic hexaploid wheat,SHW)为“桥梁”亲本,能将小麦祖先物种的优异基因转移到小麦中,从而拓宽小麦育种的遗传基础。本研究对人工合成六倍体小麦为亲本构建的群体进行遗传多样性分析和农艺性状关联分析,发掘出了源自人工合成六倍体小麦的优异外源染色体区段,主要研究结果如下: 1.利用DArT标记对507个优良新品系进行全基因组扫描,获得39210个覆盖小麦全基因组的多态性标记,其中10469个具有染色体位置信息,覆盖A、B和D染色体的总长度5935.1cM,标记密度为1.76标记/cM。其中,B染色体组标记最多(5250个),标记密度最高(2.67标记/cM),D染色体组最低(1767个),标记密度最低(0.93标记/cM)。 2.对3个组合(组合1、组合2、组合3)的284个优良品系源自SHW-L1的位点(以下简称外源位点)进行了分析。每个品系都含有外源位点,三个组合的外源位点平均传递率分别为17.23%,14.29%,13.50%。三个组合共有的外源位点共计230个,这些外源位点不均等地分布在小麦的21条染色体上,分布频率A>D>B。将230个外源位点进行BLAST比对,发现品质性状相关的位点1个,植株表型性状相关位点3个,抗逆性状相关位点3个,抗病性状相关位点3个。位于2D和5B上的两个外源位点存在于所有分析的284个新品系中,表明它们可能是具有重要育种价值的选择位点区段。另一方面,44个外源位点未在任何材料中发现,暗示这些位点区域具有不利的育种选择位点。 3.通过对组合1、组合2、组合3分别采用简单Q模型进行全基因组关联分析,检测到组合1中有5个外源位点与表型性状相关联,其中标记2272524能够显著增加种子面积;组合2中有4个外源位点与表型性状相关联,标记169497和1239423对籽粒面积和主穗小穗数具有增效效应,并且达到显著水平;组合3有11个外源位点与表型性状相关联,其中5B上91.99-96.86cM区段对主穗穗长具有增效效应。 4.采用混合线性(MLM)模型,对3个组合的284个优良品系进行全基因组关联分析,共检测到37个位点与植株和种子性状相关联。但是,对这37个位点的来源分析,未在这3个组合中发现共同来自SHW-L1的位点。 5.采用Q+K的混合线性模型(MLM),对来自17个组合的507份人工合成六倍体小麦改良品系进行全基因组关联分析,共检测到37个位点与农艺和种子性状相关,其对应的表型变异的解析率在2.47-8.31%。这些位点分布在16条染色体上,大部分在A、B染色体组,染色体D上很少。其中,4A上5个标记(1116886、2270613、1085925、1266662、1116398)覆盖的染色体区段217.89-221.42cM能够显著增加穗粒数,这个染色体区段的正向作用主要来自于外源区段,说明这个外源区段可能携带增加穗粒数的基因,在分子聚合育种过程中应高度关注。6A染色体上的位点1210132与千粒重相关。3A染色体上的标记1232963与有效穗相关。能显著增加籽粒宽度的位点有3个(1099650、1122839、1204996),分布在5D和6D上。5A上的标记1139297能显著增加籽粒的长度、面积。