【摘要】：硬粒小麥(Triticum durum,AABB,2n=4x=28)是四倍體栽培小麥,其播種面積約占世界小麥總面積的10%,是世界重要的糧食作物之一。硬粒小麥?zhǔn)怯梢吧Ｐ←?Triticum dicoccoides L.,AABB,2n=4x=28)馴化而來,在其起源和馴化的過程中經(jīng)歷了長期復(fù)雜的環(huán)境演變條件,在很多性狀上具有豐富的變異,同時具有良好的環(huán)境適應(yīng)性,是普通小麥次級基因源庫。因此,對硬粒小麥進行遺傳評價及主要農(nóng)藝性狀的研究,對于發(fā)掘優(yōu)異的種質(zhì)資源,用于硬粒小麥及普通小麥的遺傳改良具有重要的意義。本文首先對來自世界各地的150份硬粒小麥材料的10個主要的農(nóng)藝性狀進行了4年3個重復(fù)的表型鑒定;其次利用基于EST序列開發(fā)的1366個SNP標(biāo)記對150份硬粒小麥材料的遺傳多樣性,群體結(jié)構(gòu)研究以及連鎖不平衡(LD)進行了研究;并利用1366個SNP標(biāo)記基于混合線性模型(MLM)對其10個主要的農(nóng)藝性狀進行了關(guān)聯(lián)分析;另外,利用MALDI-TOF-MS技術(shù),對150份硬粒小麥材料的低分子量麥谷蛋白亞基組成進行了鑒定。主要結(jié)果如下:1.硬粒小麥主要農(nóng)藝性狀的表型鑒定:硬粒小麥10個主要的農(nóng)藝性狀間都存在豐富的變異,都呈連續(xù)性分布,表現(xiàn)為典型的數(shù)量性狀。大部分性狀間存在顯著的相關(guān)關(guān)系。廣義遺傳率的結(jié)果也表明考察的所有性狀都有較高的遺傳率(H280%)。因此這些農(nóng)藝性狀的表型數(shù)據(jù)可以用于后續(xù)研究。另外鑒定了一些農(nóng)藝性狀優(yōu)異的材料可進一步驗證加以利用。2.硬粒小麥遺傳多樣性研究:利用1366個單核甘酸多態(tài)性(SNP)標(biāo)記對硬粒小麥進行了遺傳多樣性研究,硬粒小麥表現(xiàn)出較高的遺傳多樣性,平均Nei’s遺傳多樣性和PIC值分別是0.2395和0.1950。B基因組相對A基因組具有更高的遺傳多樣性。不同生態(tài)地理區(qū)域的硬粒小麥群體的遺傳多樣性也表現(xiàn)出較大差異。3.硬粒小麥群體結(jié)構(gòu)分析:群體結(jié)構(gòu)分析表明,供試硬粒小麥材料主要被分為兩個明顯類群。硬粒小麥不同類群并沒有表現(xiàn)基于國家和地區(qū)上一致規(guī)律性,而部分生態(tài)地理區(qū)域的材料有一定的關(guān)聯(lián),不同時間段的材料的聚類也表現(xiàn)出一定的一致性。4.硬粒小麥連鎖不平衡分析:硬粒小麥基因組中表現(xiàn)出較高的LD水平,不同的基因組和染色體的平均LD程度不同,A基因組的LD程度總體上要高于B基因組。極顯著的LD的成對位點的比率范圍從1A的2.4%到2B的7.4%(R~20.1,p0.001),14條染色體上平均R~2值變化范圍從1B的0.043到4A的0.113。結(jié)合EST標(biāo)記的最新物理位置,在染色體和基因組水平,對其LD衰減水平進行評估,不同的染色體內(nèi)LD衰減距離各異,總體上A基因組衰減距離大于B基因組。5.硬粒小麥10個主要農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)分析:在四年數(shù)據(jù)中,基于混合線性模型(MLM)對10個主要農(nóng)藝性狀進行了關(guān)聯(lián)分析,共檢測到165個顯著關(guān)聯(lián)結(jié)果,不同性狀的關(guān)聯(lián)標(biāo)記的數(shù)目從1個到54個不等,這些標(biāo)記解釋了5.0%-26.1%的表型變異。單個性狀可能與多個標(biāo)記相關(guān)聯(lián),同時單個標(biāo)記也可能與多個性狀相關(guān)聯(lián)。一些關(guān)聯(lián)標(biāo)記與已報道的數(shù)量性狀位點(QTL)研究相一致。共有7個顯著的關(guān)聯(lián)結(jié)果在四年的關(guān)聯(lián)分析中被重復(fù)檢測到(主穗長(LMS)和株高(PH)分別有4和3個),同時2個關(guān)聯(lián)結(jié)果在3年數(shù)據(jù)中被重復(fù)檢測到,11個關(guān)聯(lián)結(jié)果在兩年數(shù)據(jù)中都有檢測到,這些重復(fù)性的關(guān)聯(lián)結(jié)果多是顯著且可靠的。通過對關(guān)聯(lián)標(biāo)記對應(yīng)的EST序列進行同源性序列比對,共確定了多個可能控制相關(guān)農(nóng)藝性狀的主效候選基因。同時我們在2A、5A、6A、7A、1B和6B染色體特殊區(qū)域發(fā)現(xiàn)了一些與農(nóng)藝性狀顯著關(guān)聯(lián)的標(biāo)記聚集形成的QTL簇。6.硬粒小麥低分子量麥谷蛋白亞基組成鑒定:在Glu-A3和Glu-B3兩個位點,一共鑒定出了12個低分子量麥谷蛋白亞基基因的等位變異,其中有2個先前沒有報道的新的變異。Glu-A3和Glu-B3位點各有5個先前報道過的亞基被鑒定出來,其中Glu-A3位點Glu-A3e、Glu-A3a/c、Glu-A3d、Glu-A3f和Glu-A3b分別占43.0%、16.1%、10.1%、12.8%和7.4%;Glu-B3位點Glu-B3d,Glu-B3b和Glu-B3c分別占60.4%、6.0%和6.0%,Glu-B3h的材料有4個,Glu-B3f也僅在一個材料中被鑒定出來。另外,在Glu-A3和Glu-B3位點各有一個新的蛋白亞基基因型被鑒定出來,分別編碼的蛋白亞基分子量在40500 Da和41260 Da左右。
【圖文】：

農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018 屆博士研究生學(xué)位（畢業(yè)）論文.2 硬粒小麥 10 個主要農(nóng)藝性狀的簡稱和on and description of 10 major agronomic trviation Description描述從植株莖基部到主穗頂端的長度（每穗實粒數(shù)多于 5 粒者為有效穗，，主穗穗軸基部到頂端的長度（cm） 從主穗穗頸節(jié)到下面離其最近主莖S 劍葉鞘到穗頸節(jié)的距離（cm）主穗結(jié)實的小穗數(shù) 每株結(jié)實的小穗數(shù)每株脫粒后的籽粒數(shù)每株脫粒后的籽粒的干重（g） 每 1 千粒種子的干重（g）

29圖 2.2 連續(xù)四年中硬粒小麥 10 個主要農(nóng)藝性狀的表型分布圖Fig. 2.2 Frequency distribution of the 10 examined agronomic traits of durum wheat in fourconsecutive yearsP value of Kolmogorov-Smirnov test for each year was shown, the hypothesis of normaldistribution could be accepted when P>0.05 (significant at P = 0.05), and the trend lines of theacceptednormal distribution were shown
【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】：2018
【分類號】：S512.1

【參考文獻】

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本文編號：2612807