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小麦(Triticum aestivum L.)DH群体光合作用及其相关性状的QTL定位与分析

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英文文摘

论文说明:英文缩写符号及其中英文对照

声明

1引言

1.1 QTL定位研究的原理、方法与应用

1.1.1 QTL定位研究的原理

1.1.2 QTL定位分析方法的分类

1.1.3构建遗传连锁图谱的软件

1.1.4 QTL的作图精度

1.1.5 QTL与环境的互作

1.1.6 QTL定位在小麦育种中的应用

1.2小麦基因组及小麦其他性状QTL

1.3与作物光合性状有关的QTL

1.4光合作用性状QTL研究进展

1.4.1叶绿素含量QTL定位

1.4.2叶绿素荧光参数的QTL定位

1.4.3干物质积累量的QTL定位

1.4.4光合作用及相关性状的QTL定位

1.5本研究的目的和意义

2材料与方法

2.1植物材料

2.2实验材料的种植与处理

2.2.1大田小麦种植与处理

2.2.2苗期小麦的种植和处理

2.3测定方法

2.3.1大田小麦灌浆期叶绿素含量的测定

2.3.2大田小麦叶绿素荧光参数的测定

2.3.3大田小麦拔节期和开花期干物质积累量的测定

2.3.4大田小麦拔节期和开花期Fv/Fm的测定

2.3.5苗期小麦叶片气体交换参数的测定

2.3.6苗期小麦叶绿素荧光参数的测定

2.3.7苗期小麦叶绿体色素含量的测定

2.4分子标记图谱的构建

2.5数据统计及QTL分析

3结果与分析

3.1大田小麦DH群体灌浆期叶绿素含量和叶绿素荧光参数的遗传分析

3.1.1大田小麦DH群体叶绿素含量和叶绿素荧光参数的表型数据的分析

3.1.2大田小麦DH群体叶绿素含量和叶绿素荧光参数QTL定位结果

3.2大田小麦DH群体拔节期和开花期干物质积累量和Fv/Fm的遗传分析

3.2.1大田小麦DH群体干物质积累量和Fv/Fm表型数据的分析

3.2.2大田小麦DH群体干物质积累量和Fv/Fm性状间的相关性分析

3.2.3大田小麦DH群体干物质积累量和Fv/FmQTL定位结果

3.2.4大田小麦DH群体干物质积累量和Fv/FmQTL位点的分布

3.3苗期小麦DH群体光合作用及相关性状的遗传分析

3.3.1苗期小麦DH群体光合作用及相关性状在亲本及DH群体中的表现

3.3.2苗期小麦DH群体光合作用及相关性状之间的联系

3.3.3苗期小麦DH群体光合作用及其相关性状QTL定位及效应分析

4讨论

4.1大田小麦DH群体灌浆期叶绿素含量和叶绿素荧光参数的遗传分析

4.2大田小麦DH群体拔节期和开花期干物质积累量和Fv/Fm的遗传分析

4.3苗期小麦DH群体光合作用及相关性状的遗传分析

4.3.1苗期小麦DH群体光合作用及相关性状QTL定位结果的一致性分析

4.3.2 QTL位点的“一因多效性”和性状的相关性

5结论与创新

5.1全文总结与讨论

5.1.1 QTL定位结果的一致性分析

5.1.2 QTL位点的“一因多效性”和性状的相关性

5.2全文主要结论

5.3创新

6参考文献

7致谢

8硕士期间发表的相关论文

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摘要

本研究以花培3号×豫麦57的双单倍体(Doubled Haploid,DH)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QTLNetwork 2.0软件,对大田小麦拔节期和生育后期(开花期和灌浆期)的叶绿素含量和叶绿素荧光参数,干物质积累量和苗期光合作用及其相关性状进行了QTL定位分析,取得的主要结果如下: 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。用于定位分析的图谱包含324个位点,23个连锁群,全长2485.7cM,平均两个标记间的距离为7.67cM,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。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。 2.利用基于混合线性模型的QTLNetwork2.0软件,对16个光合作用及其相关性状进行了QTL定位分析,共检测到49个加性QTLs和37对上位QTLs,分布在小麦的21条染色体上,其中9个加性QTLs遗传贡献率较大(超过10%),属主效基因,其余40个加性QTLs遗传贡献率较小(小于10%),属微效基因。2对上位性效应位点遗传贡献率超过了10%。这些位点可以用于分子标记辅助选择和分子聚合育种。 3.大田小麦灌浆期叶片叶绿素含量共检测到5个加性QTLs、1对上位性QTLs,单个QTL可解释4.34%~28.49%的表型变异。叶绿素荧光参数共检测到9个加性QTLs、4对上位性QTLs。单个QTL可解释0.16%~11.08%的表型变异。发现了5个主效QTL-qChla5D(16.12%),qChlb2D(11.59%),qChlb5D(28.49%),qFo2A(11.08%),qFolB/qFo7B(12.1%)。比较小麦叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数的QTLs定位结果,4个加性QTLs定位的区间相同,并且在这个区间存在着2个控制叶绿素含量的主效QTLs。相关QTLs定位在13条染色体上,说明控制小麦叶绿素含量和叶绿素荧光参数的QTLs大多是微效基因。 4.大田小麦拔节期和开花期干物质积累量共检测到15个加性QTLs、12对上位性QTLs。每一个位点解释的表型变异的范围是0.04%~14.02%。共解释的表型变异分别是60.42%和61.94%。发现了1个主效QTL-Qculm5D-10(14.02%)和一对遗传贡献率较大的Qleaves4A-10/Qleaves6B-7(13.11%)。光系统II最大光化学效率共检测到3个加性效应QTLs,每个位点解释的表型变异率范围是3.85%~9.38%。比较小麦干物质积累量和光系统II最大光化学效率的QTLs定位结果,3个加性QTLs定位的区间相同,并且在这些区间存在着1个控制茎秆中干物质积累量的主效QTL。相关QTLs定位在16条染色体上,说明控制小麦干物质积累量和光系统II最大光化学效率的QTLs大多是微效基因。 5.小麦苗期光合作用及其相关性状共检测到17个加性QTLs、20对上位性QTLs,所有的位点都存在与环境的互作效应。每一个(对)位点解释0.28%~27.25%的表型变异率。发现了3个主效加性效应位点QTLs-QCa5D-10(18.23%),QCb5D-10(11.4%),QCx5D-10(27.25%)。存在微效加性基因和微效上位基因在与环境互作效应中,表达了较大的表型变异率的现象。净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、Ci/Cr、叶绿素及类胡萝卜素含量等7个性状的QTLs都定位在5D染色体的上,并且分子标记区间相同,都是Xcfd101-Xbarc345,说明这些性状在遗传和分子水平上存在密切的联系。在染色体5B上存在着控制多个性状的位点。多个性状在不同的环境条件下被检测到QTLs,并且定位区间相同,说明它们是比较稳定的。

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