小麥不同氮形態(tài)下苗期性狀QTL分析和GS基因單倍型分析.pdf

1、小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要的糧食作物之一，需求量大，施用氮肥對(duì)提高小麥的產(chǎn)量具有舉足輕重的作用。目前，我國(guó)氮肥面臨著肥料利用效率低等嚴(yán)重的肥料資源危機(jī)，因此，開(kāi)展小麥N利用效率相關(guān)的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，具有重要意義。N營(yíng)養(yǎng)吸收利用的性狀是受多基因控制的數(shù)量性狀，很容易受到環(huán)境影響。QTL作圖技術(shù)現(xiàn)在廣泛的應(yīng)用到數(shù)量性狀的研究中，本研究利用“川35050×山農(nóng)483”RIL群體為材料，設(shè)置不同的氮形態(tài)處理對(duì)小麥苗期相關(guān)性狀進(jìn)行了測(cè)定和QTL定位分析。氨酰

2、胺合成酶是植物N素同化途徑中最為關(guān)鍵的催化酶之一，被對(duì)植物N素吸收、同化和利用效率有著極為重要的影響。本研究對(duì)氮代謝過(guò)程中的關(guān)鍵基因進(jìn)行單倍型分析，為進(jìn)一步了解基因功能和分子輔助選擇育種奠定理論基礎(chǔ)。主要結(jié)果如下:
　　 (1)不同氮形態(tài)對(duì)植物生長(zhǎng)的影響。本研究中，在水培條件下，設(shè)置3個(gè)不同的氮形態(tài)處理，處理1（50％ NO3-和50％ NH4+），處理2(100％ NO3-)，處理3(100％NH4+)。通過(guò)對(duì)苗期相關(guān)性狀的測(cè)

3、定，得出處理1和處理2條件下植株生物量顯著高于處理3條件下植株的生物量，表明NO3-能促進(jìn)植物生物量的產(chǎn)生。處理1與處理2條件下對(duì)各個(gè)苗期性狀進(jìn)行比較，處理1中小麥根鮮重、根干重和根冠比都顯著高于處理2，表明NO3-更有利于根的生長(zhǎng)。
　　 (2)不同氮形態(tài)處理下小麥苗期性狀的QTL分析。共檢測(cè)到涉及8個(gè)性狀的147個(gè)QTL位點(diǎn)，位于18條染色體（除2A、3D、4D）上。在不同處理-環(huán)境下，單個(gè)QTL可解釋表型變異范圍是6.1-

4、55.6％。有16個(gè)QTL位點(diǎn)在三個(gè)及以上環(huán)境中檢測(cè)到，是相對(duì)穩(wěn)定的QTL位點(diǎn)，大部分QTL的貢獻(xiàn)率達(dá)到15％以上，包括QRfw-1A、QRfw-1D、QSfw-1D、 QSfw-2B.1、QTfw-1A、QTfw-1D、 QRsfw-2B、 QRsfw-3B.1、QRdw-1A.1、QRdw-1A.2、QSdw-6B.1、QSdw-7A.1、QTdw-1A.1、QRsdw-1A.1、QRsdw-5A.1和QRsdw-7A.1。有兩個(gè)Q

5、TL，QRsfw-4A.1和QRsfw-4A.2貢獻(xiàn)率達(dá)到47.9和55.5％，是與單株鮮重根冠比有關(guān)的重要QTL。染色體1A、1D、2B、2D、4A、4B、5B、5D、6B、7A和7B上定位了13個(gè)QTL簇，涉及到66個(gè)QTLs(44.9％=66/147×100％)。
　　 (3) GSe1/GSr1基因的單倍型分析。在野生一粒小麥（AA）、擬斯卑爾脫山羊草(BB)、粗山羊草(DD)3個(gè)二倍體材料和30個(gè)小麥品種中獲得GSe1

6、/GSr11基因gDNA全長(zhǎng)序列。對(duì)GSr基因的結(jié)構(gòu)分析表明，GSr1編碼區(qū)(ATG-TGA)全長(zhǎng)2484bp，與8個(gè)外顯子和7個(gè)內(nèi)含子組成。通過(guò)對(duì)30份小麥材料的GSr1基因的gDNA序列進(jìn)行比對(duì)分析，共發(fā)現(xiàn)3個(gè)SNPs變異位點(diǎn)，對(duì)上述變異位點(diǎn)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該基因共有3種單倍型，命名為Hap1、Hap2和Hap3。GSe1在三個(gè)染色體組上均有定位，不同染色體組上編碼區(qū)的長(zhǎng)度有一定差異。通過(guò)序列比對(duì)分析，發(fā)現(xiàn)A組共有21個(gè)位點(diǎn)變異，其中