【摘要】：小麥?zhǔn)鞘澜缟喜シN面積最大、產(chǎn)量最多、分布最廣的糧食作物,同時(shí)也是我國(guó)最重要的口糧,對(duì)我國(guó)的糧食安全具有舉足輕重的作用。干旱是小麥生產(chǎn)中制約產(chǎn)量穩(wěn)定和提高的最主要非生物脅迫因素。使用國(guó)際玉米小麥改良中心(CIMMYT)的耐熱耐旱種質(zhì)資源圃系材料進(jìn)行耐旱性和產(chǎn)量鑒定,在水旱處理?xiàng)l件下對(duì)其農(nóng)藝性狀和生理指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià),篩選出小麥耐旱性的鑒定指標(biāo),同時(shí)發(fā)掘其中耐旱性和豐產(chǎn)性突出的優(yōu)異種質(zhì)。應(yīng)用新疆本地春小麥耐旱品種新春7號(hào)和敏旱品種新春21號(hào)構(gòu)建的RILF8代群體,通過3年的水旱表型鑒定,對(duì)其抽穗期、株高、產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀以及冠層溫度、SPAD和NDVI等生理指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià),同時(shí)利用Illumina iSelect 90K芯片對(duì)該RIL群體進(jìn)行分析并構(gòu)建高密度遺傳連鎖圖譜,結(jié)合表型鑒定結(jié)果,對(duì)耐旱相關(guān)農(nóng)藝性狀和生理性狀進(jìn)行QTL定位,具體研究結(jié)果如下:1.在不同水分條件下對(duì)145個(gè)來源于CIMMYT的小麥種質(zhì)和7個(gè)新疆春小麥品種進(jìn)行了兩年期的表型鑒定,對(duì)其生理和產(chǎn)量性狀進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明干旱脅迫顯著提高了冠層溫度,但降低了籽粒產(chǎn)量、穗粒重、NDVI、SPAD、籽粒飽滿度、穗粒數(shù)、千粒重和株高。穗粒重、株高和籽粒飽滿度解釋了充分灌溉條件下產(chǎn)量表型變異的61.8%,它們是與產(chǎn)量關(guān)系最密切的三個(gè)主要因素。在干旱脅迫條件下,灌漿期冠層溫度、株高和籽粒飽滿度是影響產(chǎn)量的三個(gè)最主要因素,占產(chǎn)量表型變異的44.8%。篩選出10個(gè)耐旱基因型,包括3個(gè)新疆小麥品種新春11,新春23和新春29,可作為中國(guó)新疆春小麥耐旱育種的核心親本。2.以耐旱性強(qiáng)的春小麥品種新春7號(hào)為母本,敏旱春小麥品種新春21號(hào)為父本雜交通過“一粒傳”法獲得F8代重組自交系群體。對(duì)該RIL群體進(jìn)行了 3年的水旱表型鑒定,對(duì)株高、抽穗期、產(chǎn)量及產(chǎn)量相關(guān)性狀以及冠層溫度、SPAD和NDVI等生理指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定和評(píng)價(jià)。結(jié)果表明在干旱脅迫條件下,株高、飽滿度、千粒重、穗粒重等性狀均呈現(xiàn)顯著下降的趨勢(shì),NDVI也顯著降低,而基部不孕小穗則顯著增加,冠層溫度呈現(xiàn)出顯著升高的趨勢(shì)。干旱脅迫導(dǎo)致冠層溫度升高,NDVI和SPAD降低,尤其是在灌漿期更為顯著。觀察到RIL群體農(nóng)藝性狀的表型差異在上下兩個(gè)方向均表現(xiàn)出了超親的趨勢(shì),說明該群體雙親中分別具有控制農(nóng)藝性狀的優(yōu)異等位基因;同時(shí)這些變異頻率基本呈現(xiàn)連續(xù)分布的趨勢(shì),表明這些性狀可能同時(shí)受到多個(gè)微效基因的控制。3.利用Illumina iSelect 90K芯片分析構(gòu)建了該RIL群體的高密度遺傳連鎖圖譜,篩選出可用于遺傳圖譜構(gòu)建的多態(tài)性SNP標(biāo)記5146個(gè),最終用于構(gòu)建圖譜的有1047個(gè)代表性SNP標(biāo)記位點(diǎn),總遺傳圖距為2188.35 cM,平均圖距2.09 cM。4.利用構(gòu)建的SNP遺傳連鎖圖譜,結(jié)合3年6個(gè)環(huán)境的表型數(shù)據(jù)計(jì)算出每個(gè)性狀每年的DC、DI、DYI、WYI和YHWUEI值,共定位到耐旱相關(guān)性狀QTL147個(gè),其中26個(gè)QTL在3年或2年中均被檢測(cè)到,是相對(duì)穩(wěn)定QTL,其中6個(gè)與抽穗期相關(guān)、1個(gè)與株高相關(guān)、1個(gè)與穗粒重相關(guān)、1個(gè)與千粒重相關(guān)、1個(gè)與基部不孕小穗相關(guān)、5個(gè)與NDVI相關(guān)、11個(gè)與SPAD相關(guān)。這些QTL和相關(guān)分子標(biāo)記可用于春小麥產(chǎn)量和耐旱性的分子標(biāo)記輔助選擇育種。
【圖文】：

２．２．２干旱脅迫對(duì)于農(nóng)藝性狀和生理性狀的影響逡逑試驗(yàn)結(jié)果表明，干旱脅迫顯著降低了春小麥的籽粒產(chǎn)量、穗粒重、開花期和灌漿逡逑期ＮＤＶＩ、灌漿期ＳＰＡＤ、籽粒飽滿度、穗粒數(shù)、千粒重、株高和冠層溫度（圖２－１）。逡逑在充分灌溉和干旱脅迫條件下，，１５２個(gè)基因型的２年平均產(chǎn)量為６４４０．８邋ｋｇ邋ｈａ－１和逡逑３３６０．６邋ｋｇ邋ｈａ－１邋（表２－２），干旱脅迫條件下的產(chǎn)量顯著降低了邋４７．８％。在干旱脅迫條逡逑件下，穗粒重、揚(yáng)花期和灌漿期ＮＤＶＩ、灌漿期ＳＰＡＤ、籽粒飽滿度、穗粒數(shù)、千粒逡逑重、株高分別下降了邋５０％、４５．２％、３０．７％、２２．９％、２２．７％、２１．８％、２０．５％和邋１９．５％；逡逑冠層溫度增加了邋１２．２％。在兩種灌溉模式下，穗長(zhǎng)、單株穗數(shù)和抽穗期較為接近（圖逡逑２－１Ｂ）。ＮＤＶＩ從苗期開始持續(xù)上升，在揚(yáng)花期達(dá)到最高值，而后在灌漿期下降（圖逡逑２－１Ｄ）。由于干旱脅迫主要發(fā)生在揚(yáng)花期之后，拔節(jié)期ＮＤＶＩ在兩種灌溉模式下差異逡逑不顯著。在揚(yáng)花期和灌漿期，干旱脅迫條件下的ＮＤＶＩ顯著低于充分灌溉處理。干旱逡逑脅迫條件下

圖２－２充分灌溉條件下產(chǎn)量與其他性狀之間回歸分析逡逑Ｖａｒｉａｂｌｅｓ邐９５％邋Ｃｌ邐Ｐ邋Ｖａｌｕｅ逡逑－－
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S512.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2699670