大麦产量相关性状的QTL定位分析

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大麦是我国青藏高原藏族同胞的主要口粮,其稳产和增产对于保障高原地区粮食安全和边疆稳定至关重要。针对当前限制大麦育种的遗传基础狭窄和遗传机制不明等问题,利用优异种质发掘重要性状位点和基因已成为当前大麦研究的关键科学问题之一。本研究利用优异大麦种质大粒麦作为共同亲本,分别与擦旺青稞、肚里黄、紫六棱三个青稞品种杂交衍生的重组自交系(Recombinant Inbred Lines,RILs)群体,通过构建基于SNP标记的遗传连锁图谱,结合群体两年的表型数据,包括株高、穗长、分蘖数、粒长、粒宽和千粒重等共6个产量相关的农艺性状进行QTL定位分析。具体研究结论如下:1.上述6个农艺性状间的相关性分析结果表明:株高与穗长、分蘖和粒宽呈现极显著相关,与千粒重呈显著性相关;分蘖和穗长、粒宽呈显著性相关;粒长和粒宽呈现极显著相关;千粒重与粒长和粒宽呈极显著性相关,且其中千粒重与粒宽相关性最高,Pearson相关系数为0.792。2.利用覆盖大麦全基因组的1194对KASP引物筛选出的具有多态性的SNP标记对三个RILs群体进行了基因型分析和遗传连锁图谱构建。其中,大粒麦×擦旺青稞群体、大粒麦×肚里黄群体、大粒麦×紫六棱群体遗传图谱总长分别为897.3 cM、916.5 cM和826.6 cM,平均每条染色体118.09 cM130.93 cM,整个图谱平均每10.6 cM12.06 cM一个标记。3.对上述6个产量相关性状的农艺性状进行QTL分析,共检测到的53个QTL位点,其中大粒麦×肚里黄、大粒麦×擦旺青稞、大粒麦×紫六棱RILs群体分别检测到24、11和18个相关QTL位点。对三个群体定位结果比较分析发现两个稳定的遗传QTL位点和一个可能存在的控制产量性状的区间,包括:在多个群体的4H染色体上的(SCRIRS119778-SCRIRS143825)区间检测到同时控制穗长和粒宽位点;在大粒麦×擦旺青稞群体中定位到控制粒宽的QTL位点QWd.DC-5H;在大粒麦×肚里黄群体定位到控制千粒重的QTL位点:QTkw.DD-3H。由于性状间的相关性及受环境等因素影响,共检测到4个QTL簇,其中2H染色体上的SCRIRS235860(SCRIRS171038)-BOPA15211-1755同时控制粒宽、千粒重和株高;2H的SCRIRS153672-BOPA14065-397同时控制株高和穗长;4H染色体上的SCRIRS119778-SCRIRS143825同时控制分蘖数、穗长、粒宽和千粒重。
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