青稞是青藏高原最具特色的農(nóng)作物,是青藏高原極端環(huán)境條件下植物適應性進化的典型代表。早熟是青藏高原熱量條件差、積溫不足的高寒農(nóng)區(qū)青稞充分利用熱量資源,獲得穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要途徑;淀粉的成分構成是青稞的一項重要的品質指標,直接關系到青稞釀造與食品加工的最終用途。本研究開展了與青稞早熟具有高度相關性的早抽穗性狀的遺傳分析和直鏈淀粉含量的分子標記鑒定,主要結論如下:1.以青稞品種“達章紫”和“昆侖10號”及其經(jīng)有性雜交形成的F_2和F_(2:3)群體為實驗材料,使用主基因+多基因模型,解析了青稞早抽穗性狀的遺傳特征。青稞F_2群體的出苗至抽穗天數(shù)性狀受2對加性-顯性-上位性主基因影響,F_(2:3)群體在青海西寧和青海海北環(huán)境下早熟性狀分別受1對加性-顯性主基因和2對等加性-等顯性主基因調控。同時發(fā)現(xiàn)在F_2群體中控制早熟性狀的2對主基因的加性效應為負,即促進青稞植株早熟,而兩個環(huán)境下控制F_(2:3)群體早熟性狀的主基因均起推遲青稞植株抽穗的作用。同時發(fā)現(xiàn)除F_(2:3)群體在海北環(huán)境外,其余環(huán)境下基因型對表型的影響小于環(huán)境對表型的影響,相關研究結果有助于青稞早熟相關性狀的選育。2.為了更好解析青稞的早熟遺傳特征,以青稞品種“達章紫”和“昆侖10號”及其經(jīng)有性雜交形成的F_2和F_(2:3)群體為實驗材料,利用簡化基因組測序技術對群體進行SNP標記的開發(fā),利用生物信息學軟件對SNP標記進行bin標記整合。利用Joinmap軟件構建了F_2群體的高密度遺傳圖譜,該遺傳圖譜包含1,243個bin標記(包括2,380個SNP標記),總長度為854.929 cM,平均兩個標記間的遺傳距離為0.69 cM,形成7個連鎖群,進一步將7個連鎖群定位在青稞的7條染色體上。在不考慮QTL和環(huán)境之間的互作關系時,F_2群體和F_(2:3)群體在三個環(huán)境條件下發(fā)現(xiàn)11個加顯性QTL和8對上位性QTL,位于1H染色體上的qDfEH-1H-3在3個環(huán)境下均被檢測到,推測木葡聚糖內轉糖苷酶/水解酶編碼基因是該QTL區(qū)域的候選基因。在考慮QTL和環(huán)境之間存在互作關系時,F_(2:3)群體在2個環(huán)境中共發(fā)現(xiàn)9個加性QTL和15對上位性QTL,且上位性QTL主要以顯性與顯性互作為主。3.以簡化基因組測序形成的GBS-SNP分子標記結合群分離法尋找在青稞品種“昆侖12號”與“糯青稞”雜交形成的F_2群體中調控青稞籽粒直鏈淀粉變化的相關的遺傳位點。根據(jù)兩親本的遺傳特點,共開發(fā)出22,506個具有多態(tài)性分子標記用于相關位點的關聯(lián)分析,結合ΔSNP_index法并進行相關的擬合回歸分析,將群體中調控籽粒直鏈淀粉含量的主效基因定位在7H染色體32.35 Mb的區(qū)域中。以直鏈淀粉含量差別較大的51份青稞材料為模板,利用引物SSR引物P_4進行擴增,隨著參試材料直鏈淀粉含量的增大,其擴增產(chǎn)物的分子量也呈同步增大的趨勢,Wx基因位點表現(xiàn)出多態(tài)性,二者呈正相關,該引物可作為糯性青稞品種選育的輔助選擇標記。
【學位單位】：四川農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S512.3
【文章目錄】：
摘要
Abstract
縮略語及中英文對照表
第一章 文獻綜述
    1.1 大麥（青稞）早抽穗（早熟）性狀研究概況
        1.1.1 麥類作物早熟性狀的鑒定
        1.1.2 大麥（青稞）抽穗期QTL熱點區(qū)域
        1.1.3 大麥（青稞）早熟性狀主效基因研究概況
        1.1.4 育種實踐中早熟性狀的選擇
    1.2 青稞淀粉研究概況
        1.2.1 青稞營養(yǎng)健康作用
        1.2.2 麥類作物淀粉簡介
        1.2.3 大麥淀粉含量及相關性狀QTL定位
    1.3 作物QTL定位
        1.3.1 親本的選擇
        1.3.2 作圖群體構建
        1.3.3 相關分子標記對群體的遺傳位點進行基因型分型
        1.3.4 構建遺傳圖譜
        1.3.5 QTL定位方法
        1.3.6 QTL定位分析軟件
    1.4 本研究的目的意義
第二章 青稞早抽穗性狀的遺傳模式分析
    2.1 材料與方法
        2.1.1 試驗材料
        2.1.2 試驗方法
        2.1.3 數(shù)據(jù)處理與分析
    2.2 結果與分析
        2.2.1 青稞出苗至抽穗天數(shù)性狀的統(tǒng)計分析
        2.2.2 青稞出苗至抽穗天數(shù)最適遺傳模型選擇
        2.2.3 青稞出苗至抽穗天數(shù)性狀最適模型的遺傳參數(shù)
    2.3 討論
第三章 青稞早抽穗性狀的QTL作圖
    3.1 材料與方法
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 實驗方法
    3.2 結果分析
        3.2.1 測序數(shù)據(jù)質量評估
        3.2.2 GBS數(shù)據(jù)酶切產(chǎn)出統(tǒng)計
        3.2.3 Reads與參考基因組比對情況統(tǒng)計
        3.2.4 子代比對
        3.2.5 群體SNP檢測
        3.2.6 SNP標記開發(fā)
        3.2.7 遺傳圖譜
    3.3 討論
        3.3.1 利用簡化基因組測序技術開發(fā)SNP標記
        3.3.2 青稞高密度遺傳圖譜的構建
        3.3.3 青稞早抽穗QTL定位與遺傳模型
        3.3.4 互作性QTL解析青稞抽穗期性狀的遺傳變異
        3.3.5 相關QTL候選基因挖掘
        3.3.6 影響早抽穗QTL的環(huán)境因素分析
第四章 青稞直鏈淀粉含量的分子標記
    4.1 材料與方法
        4.1.1 實驗材料
        4.1.2 實驗方法
    4.2 結果與分析
        4.2.1 青稞直鏈淀粉含量的BSA測序結果
        4.2.2 青稞Wx基因分子標記鑒定
    4.3 討論
        4.3.1 青稞直鏈淀粉含量的BSA測序
        4.3.2 青稞Wx基因的分子標記鑒定
第五章 總結與展望
    5.1 總結
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
作者簡歷
致謝

【相似文獻】

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本文編號：2852772