基于两个RIL群体的小麦产量相关性状的QTL定位

作     者：吕栋云 

作者单位：西北农林科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙道杰

授予年度：2021年

学科分类：09[农学] 0901[农学-作物学] 

主      题：小麦 穗部性状 籽粒形状 旗叶性状 QTL 

摘      要：作为世界上最重要的粮食作物之一,小麦是蛋白质,矿物质和维生素的重要来源,为世界35%以上的人口提供食物。但是,由于耕地减少,气候变化以及人口急剧增加,小麦的产量无法满足人类的需求。因此,提高单产潜力一直是小麦育种的主要任务。本研究基于50K和90KSNP芯片,以分别含有198个和102个株系的F11:12RIL群体“西农1376/小偃81和“周麦8425B/小偃81为材料,于2017018、2018019、2019020年分别在陕西杨凌和河南南阳种植,利用覆盖小麦21条染色体组的SNP芯片构建2个高密度遗传图谱,用完备区间作图法(ICIM)对6个环境下的小麦产量相关性状进行QTL定位分析,以期为小麦分子标记辅助选择育种、基因精细定位及基因克隆等奠定基础。1.构建了覆盖小麦21条染色体的2张高密度遗传图谱。在50K芯片中共筛选了2868个SNP标记用于构建遗传连锁图谱,共划分了22个连锁群,连锁群全长为3 945.34c M,平均遗传距离为1.38 c M;在90K芯片中共筛选了1 738个SNP标记用于构建遗传连锁图谱,共划分了26个连锁群,连锁群全长为2 068.80 c M,平均遗传距离为1.19c M;2.在穗部相关性状的检测中,两个群体六种环境下共定位到176个QTL位点,分布在小麦的整个染色体组,其中西农1376/小偃81构建的群体定位到98个QTL位点,周麦8425B/小偃81构建的群体定位到78个QTL位点。两个群体共检测到36个控制穗长的位点,22个控制小穗数的位点,27个控制小穗着生密度的位点,13个控制可育小穗的位点,18个控制不育小穗数的位点,25个控制穗粒数的位点,14个控制小穗结实率的位点以及21个控制总结实率的位点。单个位点可解释1.29%0.74%的表型变异,其中有66个表型变异解释率大于10%的主效位点,有37个在三个及以上环境中均被检测到的稳定QTL。3.在籽粒相关性状的检测中,两个群体六种环境下共定位到100个QTL位点,除2D、7D外,分布在小麦的整个染色体组,其中西农1376/小偃81构建的群体定位到56个QTL位点,周麦8425B/小偃81构建的群体定位到44个QTL位点。两个群体共检测到33个控制千粒重的位点,35个控制粒长的位点以及32个控制粒宽的位点。单个位点可解释1.20%9.27%的表型变异,其中有37个表型变异解释率大于10%的主效位点,有9个在三个及以上环境中均被检测到的稳定QTL。4.在旗叶相关性状的检测中,两个群体六种环境下共定位到77个QTL位点,除5B、6D外,分布在小麦的整个染色体组,其中西农1376/小偃81构建的群体定位到54个QTL位点,周麦8425B/小偃81构建的群体定位到23个QTL位点。两个群体共检测到31个控制旗叶长的位点,22个控制旗叶宽的位点以及24个控制旗叶面积的位点。单个位点可解释2.69%1.51%的表型变异,其中有28个表型变异解释率大于10%的主效位点,有11个在三个及三个以上环境中均稳定被检测到的稳定QTL。5.西农1376/小偃81群体共定位到208个QTL位点,周麦8425B/小偃81群体共定位到145个QTL位点。穗部相关性状中,两群体在3A染色体上检测到一个相同的控制穗长的QTL,在5A和5B染色体上检测到的控制穗粒数的QTL有共同区间,在7A染色体上检测到的控制小穗数、小穗着生密度、可育小穗数、不育小穗数和总结实率的QTL也都有共同区间;籽粒相关性状中,在4A染色体上检测到的控制千粒重的QTL和在6B染色体上检测到的控制粒长的QTL有共同区间;旗叶相关性状中,在3A染色体上检测到的控制旗叶长的QTL和在3B、6B染色体上检测到的控制旗叶面积的QTL有共同区间。6.多环境下都能被检测到的且表型贡献率大于10%的主效稳定位点35个,包括1个控制穗长的位点QSL-XX.2D,5个控制小穗数的位点QTSS-XX.5D、QTSS-ZX.2B、QTSS-ZX.6A.1、QTSS-ZX.6A.2和QTSS-ZX.7A.2,4个控制穗密度的位点QSD-XX.2D、QSD-XX.5D、QSD-ZX.6D和QSD-ZX.7A.3,2个控制可育小穗数的位点QFSS-XX.5D、和QFSS-ZX.2B,3个控制不育小穗数的位点QSSS-XX.5A、QSSS-ZX.5A和QSSS-ZX.7A.1,1个控制穗粒数的位点QGNS-ZX.2B,4个控制小穗结实率的位点QSF-XX.5A.2、QSF-ZX.5A、QSF-ZX.7A.1和QSF-ZX.7A.2,2个控制总结实率的位点QGNFS-ZX.5A、和QGNFS-ZX.7A.1,1个控制千粒重的位点QTGW-XX.4D,3个控制粒长的位点QGL-XX.3A.1、QGL-XX.5D.2和QGL-Z