本文選題：長江流域　切入點：小麥地方品種　出處：《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾募Z食作物之一,是僅次于玉米和水稻的第三大糧食作物,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著舉足輕重的地位。高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、多抗一直是小麥遺傳改良主要育種目標(biāo)�？萍嫉目焖龠M步使得育種技術(shù)從傳統(tǒng)的雜交育種向分子育種邁進,育種效率得到明顯提高。但是近年來,我國小麥品種的遺傳改良進度趨于緩慢,其中一個很重要的原因就是用于小麥育種的親本材料的遺傳基礎(chǔ)越來越狹窄。小麥地方品種是長期人工選擇的產(chǎn)物,具有豐富的遺傳多樣性和高度的地區(qū)適應(yīng)性,對其進行遺傳多樣性分析和特異優(yōu)良性狀鑒定,發(fā)掘優(yōu)異種質(zhì)與特異基因,對小麥品質(zhì)和抗性的遺傳改良,具有非常重要的理論意義與實用價值。本研究對343份長江流域小麥地方品種的7個重要表型性狀進行統(tǒng)計分析,利用56個SSR標(biāo)記分析其遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu),并基此進行標(biāo)記與性狀的關(guān)聯(lián)分析,探析優(yōu)異的等位基因變異,以期為重要性狀QTL發(fā)掘及分子標(biāo)記輔助選擇育種提供一些參考依據(jù);同時,運用十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)、基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS)的方法和PCR技術(shù)鑒定并克隆出了一個新的高分子量麥谷蛋白亞基(HMW-GS)基因1Dy12.6,主要研究結(jié)果如下:1. SSR標(biāo)記與長江流域小麥地方品種主要性狀的關(guān)聯(lián)分析本研究共考察了株高、穗長、穗粒數(shù)和千粒重4個產(chǎn)量相關(guān)性狀以及蛋白含量、沉淀值和硬度3個品質(zhì)性狀,其中硬度表現(xiàn)出最大的變異系數(shù),達到了 86.6%;而蛋白含量的變異系數(shù)最小,為9.4%。56個SSR標(biāo)記在343份材料中共檢測到254個等位變異,變異范圍為2-13個,平均每個標(biāo)記可以檢測出4.5357個等位變異,平均多態(tài)信息含量(PIC)的范圍為0.0425-0.8957,平均值為0.5546,其中,PIC值大于0.7的有13個,表明所選材料具有豐富的遺傳多樣性。基于材料間遺傳距離的UPGMA聚類和采用Structure軟件的群體結(jié)構(gòu)分析,343份材料被分為兩大類群。在群體結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上,對56個SSR標(biāo)記與7個性狀進行關(guān)聯(lián)分析,共檢測到24個標(biāo)記與除硬度之外的6個性狀有著顯著性的關(guān)聯(lián)(P0.01 )。在所檢測到關(guān)聯(lián)性的位點中,與蛋白含量相關(guān)聯(lián)的位點最多(18個),與千粒重相關(guān)聯(lián)的位點最少(2個)。單個位點對性狀解釋變異率最大的標(biāo)記是Xwmc609-1DL(與蛋白含量相關(guān)聯(lián)),達到了 22.49%。有4個標(biāo)記被檢測到至少與3個性狀都具有顯著性的關(guān)聯(lián),其中Xwmc594-3AL與穗粒數(shù)、穗長、千粒重、蛋白含量和沉淀值均呈顯著關(guān)聯(lián)。2.特異高分子量麥谷蛋白亞基基因1Dy12.6的克隆利用SDS-PAGE和MALDI-TOF-MS在其中一個材料'Huazhong830'中鑒定出一個遷移率與1Dy12相似且分子量為69,985 Da的HMW-GS,初步判定其為一個特異的亞基,并命名為1Dy12.6。根據(jù)HMW-GS編碼基因起始子和終止子部分序列高度保守的特點,設(shè)計引物并利用PCR的技術(shù)對1Dy12.6編碼基因進行擴增,獲得了一個大小約為2000 bp的擴增片段,然后回收純化和克隆測序得到了1Dy12. 的編碼基因序列。結(jié)果顯示1Dy12.6編碼基因序列全長為2022 bp,共編碼673個氨基酸,推導(dǎo)其編碼的蛋白質(zhì)相對分子量為70,165 Da,與MALDI-TOF-MS所鑒定的分子量僅相差180 Da,測定誤差為0.26%,進一步的證實1Dy12.6亞基的氨基酸不存在翻譯后修飾的現(xiàn)象。通過1Dy12.6基因全長序列推導(dǎo)出的氨基酸序列與y-型HMW-GS有著高度的同源性,具有典型的y-型HMW-GS一級結(jié)構(gòu)特征。選取已被克隆的26個普通小麥HMW-GS編碼基因進行比對,發(fā)現(xiàn)與1Dy基因序列的相似性都達到了90%以上。進一步選擇相似性高達97.63%的1Dy12編碼基因進行單核苷酸多態(tài)性(SNPs)和插入/缺失(InDels)對比分析,發(fā)現(xiàn)了 3個SNPs和1個45 bp序列的插入,這是導(dǎo)致兩者氨基酸差異的主要原因。根據(jù)蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)預(yù)測和分子進化分析,推測特異的1Dy12.6亞基極可能是一個與1Dy12相似的HMW-GS亞基新成員。
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【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S512.1

【參考文獻】

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本文編號：1606157