大麥新矮源“華矮11”主要性狀的遺傳分析和大麥抽穗期性狀的QTL定位.pdf

1、大麥?zhǔn)俏覈?guó)的第四大糧食作物,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高有重要作用。社會(huì)的發(fā)展和人們物質(zhì)文化生活水平的提高要求培育出產(chǎn)量更高、品質(zhì)更優(yōu)、抗性更強(qiáng)、適應(yīng)性更廣的大麥新品種,加強(qiáng)大麥種質(zhì)資源和重要性狀的遺傳研究是滿(mǎn)足這種需求的可行之道。
　　 矮桿抗倒是大麥育種的目標(biāo)性狀之一,矮桿種質(zhì)或基因是開(kāi)展大麥矮化育種成功與否的關(guān)鍵所在。在大麥中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了約30多個(gè)不同類(lèi)型的矮桿種質(zhì),然而真正能成功應(yīng)用于育種的極少。大麥育種上矮源或矮

2、桿基因的單一化,不僅使得產(chǎn)量和品質(zhì)的進(jìn)一步提高受到限制外,而且還使新品種的遺傳基礎(chǔ)變窄,多樣性降低,增強(qiáng)了對(duì)病、蟲(chóng)害的脆弱性,篩選及創(chuàng)造新的矮桿種質(zhì),對(duì)大麥遺傳改良具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。本試驗(yàn)所研究的新矮源“華矮11”是-源于青藏高原地方品種的特矮稈種質(zhì),株高只有40厘米,并具有早熟和一般配合力好等特性,它的發(fā)現(xiàn)將拓寬大麥矮化育種的遺傳基礎(chǔ)。對(duì)“華矮11”的矮稈性進(jìn)行了多年、多組合的遺傳分析和等位性測(cè)定,并構(gòu)建了“華矮11×華大

3、麥6號(hào)”的DH群體。以此DH群體為定位群體,對(duì)“華矮11”的矮稈基因和部分農(nóng)藝、品質(zhì)性狀的QTL進(jìn)行了定位。
　　 抽穗期是大麥區(qū)域和季節(jié)適應(yīng)性的主要決定因素。在育種上,合適的抽穗期是大麥育種的重要目標(biāo)。普遍認(rèn)為種質(zhì)的相互引進(jìn)在相似的緯度較易成功。然而,原產(chǎn)于東南亞的大麥種質(zhì)材料引入澳大利亞后,抽穗期提前,表現(xiàn)早熟,反之亦然。以Galleon×Haruna Nijo和Baudin×AC Metcalfe DH群體為定位群體,對(duì)其

4、抽穗期基因進(jìn)行定位,期望闡明在相似的緯度條件的澳大利亞和中國(guó)環(huán)境下抽穗期不同的主要因?yàn)椤?br>　　 本研究主要結(jié)果如下:
　　 1.“華矮11”的矮稈性遺傳:以“華矮11”為母本與9個(gè)高稈品種進(jìn)行雜交,株高調(diào)查結(jié)果顯示,其F1代均為高稈,而F2代則出現(xiàn)高稈矮稈性狀分離,進(jìn)一步對(duì)這9個(gè)F2分離群體的株高分離情況進(jìn)行X2檢驗(yàn),結(jié)果表明,所有組合的F2群體中高稈個(gè)體和矮稈個(gè)體的分離比例均符合3:1的分離規(guī)律。由此推定,華矮11的矮

5、稈性狀是受一對(duì)隱性基因控制,命名為btwd1。
　　 2.矮稈基因btwd1的遺傳等位測(cè)驗(yàn):以華矮11/Monker的F1代做母本與其它4個(gè)矮稈品種雜交,后代全為高稈。表明矮稈基因btwd1與已知的矮稈基因br,uzu,sdw1和denso明顯不同。
　　 3.矮稈基因btwd1的定位:根據(jù)遺傳分析結(jié)果,采用SSR標(biāo)記與BSA分析方法相結(jié)合,對(duì)華矮11矮稈基因進(jìn)行標(biāo)記定位。結(jié)果表明來(lái)自于7H染色體的4個(gè)SSR標(biāo)記(Bma

6、c031,Bmac167,Bmag217和Bmag900)與目的基因btwd1構(gòu)建成一個(gè)連鎖群。該矮稈基因btwd1被定位于7H染色體長(zhǎng)臂靠近著絲粒一側(cè),距離Bmac031為2.2 cM。
　　 4.農(nóng)藝性狀和品質(zhì)性狀的QTL定位:以DH群體華矮11×華大麥6號(hào)為研究材料,在全生育期調(diào)查了農(nóng)藝性狀如抽穗期、有效穗、主穗長(zhǎng)、主穗小穗數(shù)、單株小穗數(shù)、單株實(shí)粒數(shù)、穗平實(shí)粒數(shù)、單株粒重、穗平粒重、千粒重、分蘗數(shù)和品質(zhì)性狀蛋白質(zhì)含量。選用

7、63對(duì)在兩親本間有多態(tài)性的引物構(gòu)建遺傳連鎖圖譜。采用復(fù)合區(qū)間作圖法對(duì)12個(gè)性狀進(jìn)行QTL定位分析,共檢測(cè)到47個(gè)相關(guān)QTL,其中29個(gè)為新的QTL。
　　 5.大麥抽穗期基因定位:以Galleon×Haruna Nijo DH群體作為研究材料,在中國(guó)(武漢,30°33’N)和澳大利亞(珀斯,31°56's)設(shè)置3個(gè)不同的處理,3個(gè)處理包括正常大田秋播、大田晚播和溫室18小時(shí)光照。通過(guò)對(duì)群體抽穗期的QTL定位分析結(jié)果表明,在中國(guó)環(huán)

8、境下,探測(cè)到1個(gè)控制抽穗期的主效QTL(Qtl-5H)位于大麥染色體5H上,該QTL解釋了抽穗期33％-50％的表型變異；在澳大利亞環(huán)境下,探測(cè)到2個(gè)控制抽穗期的主效QTL(Qtl-4H和Qtl5H),且Qtl-4H和Qtl-5H存在互作。它們的互作解釋了抽穗期13％-36％的表型變異。Qtl-4H與Qtl-5H的互作可能是在澳大利亞環(huán)境下比在中國(guó)環(huán)境下群體株系更早抽穗的主要因?yàn)椤?br>　　 6.大麥長(zhǎng)光周期基因的定位:以Baudi

9、n×AC Metcalfe DH群體作為研究材料,在中國(guó)(武漢,30°33’N)設(shè)置3個(gè)不同的處理,3個(gè)處理包括正常大田秋播、大田晚播和溫室18小時(shí)光照,在澳大利亞(珀斯,31°56's)設(shè)置2個(gè)不同的處理,2個(gè)處理包括正常大田秋播和溫室18小時(shí)光照。通過(guò)對(duì)群體株系的抽穗期QTL定位分析結(jié)果表明,1個(gè)長(zhǎng)光周期主效QTL(Qtl4-13)被定位在4H染色體上引物Xp12m50A199-Xp13m478399之間。該QTL在澳大利亞和中國(guó)環(huán)