安農(nóng)0711抗倒、抗穗發(fā)芽分子標(biāo)記選擇及性狀解析.pdf

1、分子標(biāo)記輔助育種是在作物育種過程中表型選擇與基因型選擇相結(jié)合的育種方法，實(shí)現(xiàn)了生物技術(shù)與傳統(tǒng)育種方法的整合，可以有效克服傳統(tǒng)育種僅依靠表型進(jìn)行選擇的弊端，目的性更強(qiáng)，可顯著提高育種效率和縮短育種年限，已被應(yīng)用于多種作物的性狀改良。高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)一直是小麥生產(chǎn)追求目標(biāo)，實(shí)際生產(chǎn)中穗發(fā)芽和倒伏是降低穩(wěn)產(chǎn)性的重要因素，二者受環(huán)境因素影響較大，一旦發(fā)生難于防控，通常只能依賴品種自身抗性。本研究利用常規(guī)育種與分子標(biāo)記輔助選擇相結(jié)合的育種方法，選育了針

2、對(duì)黃淮南片麥區(qū)，穗發(fā)芽抗性好的小麥新品系安農(nóng)0711；并對(duì)安農(nóng)0711的抗倒伏及產(chǎn)量相關(guān)性狀的遺傳機(jī)理進(jìn)行了初步解析，具體結(jié)果如下：
　　1.常規(guī)育種與分子標(biāo)記輔助選擇相結(jié)合，創(chuàng)制了小麥新品系安農(nóng)0711。該品系聚合了百農(nóng)64(3BL)和矮早64(3AS)穗發(fā)芽抗性基因，穗發(fā)芽抗性好；此外，農(nóng)0711在2BS、4DS、5A、5DL、6BL和7DS染色體上還聚合了三個(gè)親本對(duì)莖稈強(qiáng)度起增效效應(yīng)的等位變異類型，莖稈強(qiáng)度值高于三個(gè)親本，具

3、有較好抗倒伏性。安農(nóng)0711存在細(xì)胞分裂素氧化酶Tackx4基因優(yōu)異等位變異類型，該類型通常含有較高的旗葉葉綠素含量及粒重，最終提高產(chǎn)量，初步分析該等位類型是影響安農(nóng)0711產(chǎn)量的一個(gè)因素。
　　2.通過關(guān)聯(lián)分析方法在三個(gè)環(huán)境中(2012、2013及2014年份)共檢測(cè)到42個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)與小麥莖稈強(qiáng)度顯著相關(guān)，基本覆蓋小麥所有染色體（除1D和6D），其中3AS、4AL和7AL上的標(biāo)記位點(diǎn)只在一個(gè)環(huán)境下被檢測(cè)到外，其余39個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)均

4、在至少兩個(gè)環(huán)境下被檢測(cè)到。分布在小麥染色體2BS、2DL、4DS、5A、5BL、5DL、6BL和7DS上的標(biāo)記位點(diǎn)在三種環(huán)境中均被檢測(cè)到，可解釋表型變異的5.77~18.47％；其中2BS（wmc83）、2DL（gwm539）、5A（barc358）、5BL(barc59)和6BL(barc134)5個(gè)標(biāo)記位點(diǎn)三個(gè)環(huán)境下對(duì)表型的貢獻(xiàn)率均達(dá)到8%以上，且2BS（wmc83）在三個(gè)環(huán)境下對(duì)表型的解釋率均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。進(jìn)一步

5、對(duì) wmc83-2BS、wmc539-2DL、wmc48-4DS、bmc358-5A、barc59-5BL、barc322-5DL、barc134-6BL和barc352-7DS8個(gè)穩(wěn)定檢測(cè)到的標(biāo)記位點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)異等位變異分析，共發(fā)現(xiàn)了15種對(duì)莖稈強(qiáng)度起增效效應(yīng)的等位類型，其中wmc83-A110(0.02)、gwm539-A120(0.11)、wmc48-A122(0.14)、barc134-A194(0.40)和barc352-A234

6、(0.92)等5個(gè)等位變異類型的增效效應(yīng)相對(duì)較大，分別為0.8037、0.2600、0.3813、0.2743、0.4767。分析了增效等位類型在莖稈強(qiáng)度值差異較大品種中的分布情況，結(jié)果表明，隨著莖稈強(qiáng)度增加，增效等位類型數(shù)量在增加。
　　3.對(duì)安農(nóng)0711和河農(nóng)825的F2分離群體進(jìn)行莖稈強(qiáng)度QTL定位，共檢測(cè)到8個(gè)與莖稈強(qiáng)度相關(guān)的QTL，分布在2B、5A、5B、5D、7A和7B染色體上，可解釋表型變異的1.33~9.78%，

7、QSS.ahau-5A-2、QSS.ahau-5B-1、QSS.ahau-7A三個(gè)QTL的表型解釋率較大，分別為9.78%，7.34%和5.41%。第5同源群共檢測(cè)到6個(gè)QTL，共計(jì)解釋24.35%的表型變異，其中 QSS.ahau-5A-2、QSS.ahau-5B-1在675份F2分離群體中得到驗(yàn)證，QSS.ahau-5A-2的表型解釋率為21.18%，與標(biāo)記Barc136(3cM)緊密連鎖。關(guān)聯(lián)分析中，在5A染色體上關(guān)聯(lián)到了與莖稈強(qiáng)

8、度相關(guān)位點(diǎn)，分別與標(biāo)記barc117、barc207、barc1和barc358連鎖，其中barc358位點(diǎn)在三個(gè)環(huán)境中均可檢測(cè)到，可解釋表型變異的14.36%-18.45%；綜合關(guān)聯(lián)分析及連鎖分析結(jié)果，推測(cè)在5A染色體上存在與莖稈強(qiáng)度相關(guān)的主效QTL。
　　4.小麥旗葉花后5天、10天和15天的葉綠素含量與千粒重極顯著正相關(guān)。通過引物對(duì)T19-20擴(kuò)增出Tackx4位點(diǎn)拷貝數(shù)的變異與旗葉花后不同時(shí)期葉綠素含量及粒重性狀顯著相關(guān)，

9、且該位點(diǎn)至少存在三種拷貝類型(Tackx4-1, Tackx4-2, and Tackx4-3)。Tackx4位點(diǎn)拷貝數(shù)在基因型間有變化，其中京411空擴(kuò)增出“A”種類型(Tackx4-1/Tackx4-2)，在紅芒春21中無擴(kuò)增產(chǎn)物(B等位類型)。在京411與紅芒春的RIL群體中，含有 A帶型的家系葉綠素含量及粒重要高于含有“B”帶型的家系。通過連鎖分析將Tackx4定位在3A染色體上，同一個(gè)與旗葉葉綠素含量及粒重相關(guān)的QTL共分離。