论文部分内容阅读
小麦(Triticum spp.)是世界上广泛种植的主要谷类作物之一。硬粒小麦(Triticum durum Desf.)广泛栽培于地中海降水相对较少的地区。小麦的苗期特性及其最佳形态建成对产量有很重要的作用。常规育种和相关生物技术促进了小麦品种的可持续发展。利用关联分析可以分析、了解作物的遗传基础,从而进一步确定其候选基因。单核苷酸多态性(SNP)在小麦品种间的多态性分析中,可以为小麦的多样性分析提供一种前所未有的资源,因而具有十分重要的价值。本研究的目的是在染色体区域,锚定与硬粒小麦苗期性状关联的SNP标记,评估其遗传变异,并进行基于硬粒小麦幼苗形态和农艺性状的关联分析,主要结果如下:1.硬粒小麦苗期性状与基于SNP标记的关联分析关联分析是揭示表型变异和遗传多态性之间的关系的有效方法。在本研究中,对来自全世界的150份硬粒小麦种质主要幼苗性状及其生长情况进行了考察。在水培条件下,分别在硬粒小麦发芽后的第13、20、27和34天对其根长,主根数,幼苗高度,叶数,叶面积,鲜重,性状的生长速率,和性状的生长增量进行了考察。在发芽后第34天对硬粒小麦材料生物叶绿素含量和生物量性状,包括根干重,地上部干重和总苗干重进行了考察。对每个幼苗性状进行了方差分析。对考察的幼苗性状和连续四年三个田间性状,株高,粒重和千粒重中进行了相关分析。利用混合线性模型(MLM)对SNP标记和考察的幼苗性状进行了关联分析。结果表明,硬粒小麦苗期性状具有显著的遗传变异和较高的遗传率。苗期性状及其与成熟后的田间性状间都存在显著的相关性。总之,在所有的性状和四个生长阶段中共检测到763显著关联。一些SNP标记(140)与多个性状相关联,表明硬粒小麦的苗期一些基因具有多效性。关联标记非随机的分布在硬粒小麦基因组,B基因组上的关联标记多于A基因组,主要分布在6、1和7染色体上。相关联的SNP标记对苗期性状的遗传分析,以及对选育具有较强幼苗活力的小麦新品种有裨益。2.硬粒小麦种质产量及产量构成的遗传多样性和遗传率的评估对150份来自全世界硬粒小麦材料的10个农艺性状进行了4年连续的田间试验鉴定,并对其遗传变异进行了评估。结果显示,主穗的穗颈节间长(厘米)的遗传变异在四年的数据中表现最高。株高、主穗的穗茎节间长、主穗长、主穗的剑叶鞘到穗颈节长度和主穗小穗数等性状都表现较高的遗传率(87%以上)。株高和粒重在四年的数据中都表现较高的遗传率。在所有的性状上,基因型间都表现出显著的差异。单株产量分别与单株粒数(r=0.86)、有效穗(r=0.59)、主穗的剑叶鞘到穗颈节长度(r=0.59)、单株小穗数(r=0.53)、千粒重(r=0.51)、主穗穗茎节间长(r=0.35)和主穗小穗数(r=0.27)呈显著的正相关。千粒重与单株小穗数(r=-0.22)呈显著相关负相关。主成分分析表明,单株粒数(r=0.868)和千粒重(r=0.495)对籽粒产量有直接贡献。因此,这些性状可以被考虑作为小麦产量改良的选择标准。本研究显示,开发和利用硬粒小麦丰富的遗传变异的可以拓展普通小麦的种质资源,并使其应用于小麦育种中。