本文選題：小麥　切入點(diǎn)：磷效率　出處：《山東農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：作為我國重要的糧食作物,小麥的產(chǎn)量和質(zhì)量直接影響著農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和糧食安全。磷元素是植物的三大礦質(zhì)營養(yǎng)之一,影響著小麥的生長發(fā)育和產(chǎn)量。然而,我國北方小麥主產(chǎn)區(qū)土壤普遍缺磷,成為限制產(chǎn)量的重要因素。長期以來人們通過補(bǔ)施磷肥維持小麥高產(chǎn),但是磷肥利用效率普遍較低,已經(jīng)造成了一系列環(huán)境污染和資源枯竭等問題。我們對(duì)小麥磷效率相關(guān)性狀進(jìn)行QTL分析,以發(fā)掘重要基因和QTL,為小麥磷高效分子標(biāo)記輔助選擇育種和基因克隆提供參考。本研究分別以“泰農(nóng)18×臨麥6號(hào)”和“山農(nóng)0431×魯麥21”兩個(gè)RIL群體為材料,進(jìn)行水培試驗(yàn)和大田試驗(yàn),設(shè)正常磷和低磷處理,對(duì)小麥苗期和成熟期磷效率及形態(tài)性狀進(jìn)行QTL定位。獲得的主要結(jié)果如下:(1)兩個(gè)RIL群體不同磷水平下苗期性狀的方差分析顯示,低磷顯著降低苗期生物量性狀(地上部分干重和單株總干重)和磷吸收效率性狀(地上部分磷含量、根部磷含量和單株總磷含量),但顯著提高生物量根冠比、磷含量根冠比和磷利用效率性狀(地上部分、根部和單株總磷利用效率)。在成熟期,低磷也顯著降低了TL-RIL群體的株穗數(shù)、株高、千粒重、單株籽粒重、單株秸稈重、單株籽粒和秸稈磷含量,但明顯提高單株籽粒和單株秸稈磷利用效率。兩RIL群體不同磷處理環(huán)境下11個(gè)苗期和TL-RIL群體13個(gè)成熟期性狀在基因型間和處理間均表現(xiàn)極顯著差異(p≤0.01)。TLRIL群體24個(gè)性狀的廣義遺傳力在51.12-92.61%之間;SL-RIL群體11個(gè)苗期性狀的廣義遺傳力在58.21-90.43%之間。(2)兩RIL群體苗期性狀相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),4個(gè)生物量性狀(地上部分干重、根干重、單株總干重和生物量根冠比)與7個(gè)磷效率性狀(地上部分磷含量、根的磷含量和單株總磷含量、磷含量根冠比、地上部分磷利用效率、根的磷利用效率和單株總磷利用效率)之間均存在顯著相關(guān)性,說明苗期生物量性狀可以作為磷效率的初級(jí)篩選指標(biāo)。TL-RIL群體成熟期相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),5個(gè)產(chǎn)量相關(guān)性狀(株穗數(shù)、株高、千粒重、單株籽粒重和單株秸稈重)和2個(gè)相對(duì)性狀(相對(duì)單株籽粒重和相對(duì)單株秸稈重)與4個(gè)磷效率相關(guān)性狀(單株籽粒磷含量、單株秸稈磷含量、單株籽粒磷利用效率和秸稈磷利用效率)之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系,表明這些產(chǎn)量和相對(duì)性狀也可作為評(píng)估磷效率的初級(jí)指標(biāo)。苗期和成熟期性狀相關(guān)性分析表明,11個(gè)苗期性狀與6個(gè)產(chǎn)量性狀(株穗數(shù)、株高、穗長、千粒重、單株籽粒重和單株秸稈重)和2個(gè)磷吸收效率性狀(單株籽粒和秸稈磷含量)也存在顯著相關(guān)性,說明某些苗期性狀可在一定程度上預(yù)測(cè)成熟期產(chǎn)量和磷吸收效率性狀。(3)利用tl-ril群體進(jìn)行水培和大田試驗(yàn),共檢測(cè)到30個(gè)性狀的178個(gè)加性qtl,包括163個(gè)苗期和成熟期性狀qtl和15個(gè)相對(duì)性狀qtl,分布于21條染色體,單個(gè)qtl可解釋平均表型變異的4.52-51.68%。其中81個(gè)qtl的增效效應(yīng)來源于泰農(nóng)18,97個(gè)qtl的增效效應(yīng)來源于臨麥6號(hào)。兩次水培試驗(yàn)正常磷處理平均值(npav)條件下的檢測(cè)到的根冠比qtl的lod值最高,為36.00,可解釋表型變異的51.68%。49個(gè)和63個(gè)qtl可分別在特定的低磷處理和正常磷處理下被檢測(cè)到。在兩個(gè)及以上磷處理環(huán)境下可檢測(cè)到11個(gè)相對(duì)高頻表達(dá)qtl(rhf-qtl),特別是qrsdw-4b可以同時(shí)在4個(gè)不同的磷環(huán)境和av條件下被檢測(cè)到。我們還檢測(cè)到10個(gè)qtl簇(c1-c10),分布在1a、1d、4b、5d、6a和6b染色體,包含80個(gè)性狀-環(huán)境組合的qtl,占全部qtl的36.53%。qtl簇可分為兩類,一類是僅在苗期被檢測(cè)到的typei(c1、c2、c7、c8和c10),另一類是可同時(shí)在苗期和成熟期被檢測(cè)到的typeii(c3、c4、c5、c6和c9)。其中4個(gè)qtl簇(c3、c5、c7和c9)含有7個(gè)rhf-qtl,且同時(shí)控制磷利用效率和形態(tài)性狀,其增效效應(yīng)均來自于母本泰農(nóng)18(除qrsdw-4b外),是重要qtl簇,為同時(shí)改善小麥形態(tài)和磷利用效率提供了理論依據(jù)。此外,我們發(fā)現(xiàn)與51個(gè)qtl位點(diǎn)緊密連鎖的29個(gè)分子標(biāo)記的序列與已知est序列高度同源,包括19個(gè)僅在特定lp處理下檢測(cè)到qtl、16個(gè)僅在特定np處理下檢測(cè)到的qtl、4個(gè)rhf-qtl(qtpute-4b.1、qtdw-6a.1、qph-6d和qgn-7b)和6個(gè)qtl簇(c2、c3、c6、c8、c9和c10),說明這些qtl位點(diǎn)及附近可能存在功能位點(diǎn)。(4)利用sl-ril群體進(jìn)行水培試驗(yàn),11個(gè)被測(cè)定性狀共檢測(cè)到86個(gè)加性qtl,分布在除1d、2a和3d以外的18條染色體上,單個(gè)qtl可解釋表型變異的6.41-19.55%。其中26個(gè)qtl的增效效應(yīng)來源于山農(nóng)0431,60個(gè)qtl的增效效應(yīng)來源于魯麥21。兩次水培試驗(yàn)正常磷處理平均值(npav)條件下的檢測(cè)到的地上部分磷利用效率qtl的lod值最高,為10.36,可解釋表型變異的17.93%。其中27個(gè)和30個(gè)qtl只能在特定的低磷和正常磷處理下分別被檢測(cè)到,3個(gè)rhf-qtl(qsdw-4d、qspute-4d和qtpute-4d)可以同時(shí)在兩個(gè)及以上磷處理環(huán)境下被檢測(cè)到。我們檢測(cè)到分布在4d、5a和5b染色體上的7個(gè)qtl簇(c1-c7),包含46個(gè)性狀-環(huán)境組合的qtl位點(diǎn),占全部qtl的42.59%。其中位于4d染色體上的c1同時(shí)包含5個(gè)QTL,其中3個(gè)是RHF-QTL,除QRsdw外其他4個(gè)QTL(QTdw、QSdw、QSpute和QTpute)增效效應(yīng)均來自于父本魯麥21,是重的QTL簇,可同時(shí)改善小麥磷利用效率和形態(tài)性狀。將已定位QTL涉及的標(biāo)記與NCBI數(shù)據(jù)庫已知的EST序列進(jìn)行比對(duì),發(fā)現(xiàn)與31個(gè)QTL緊密連鎖的16個(gè)分子標(biāo)記與EST序列高度同源,其中8個(gè)僅在特定LP條件下檢測(cè)到的QTL、10個(gè)僅在特定NP條件下檢測(cè)到的QTL、3個(gè)RHF-QTL和3個(gè)QTL簇(C1、C2和C6)與EST序列緊密連鎖,說明這些QTL位點(diǎn)及附近可能存在功能基因。(5)將TL-RIL群體和SL-RIL群體定位的QTL進(jìn)行比對(duì),發(fā)現(xiàn)幾乎所有的QTL都定位在了不同的標(biāo)記區(qū)間內(nèi),只有TL-RIL群體的一個(gè)穗粒數(shù)的相對(duì)穩(wěn)定QTL(Q Gn)和SL-RIL群體的一個(gè)磷含量根冠比QTL(QRspc.1)共定位在7B染色體的wPt-6156附近,這可能與兩RIL群體的遺傳背景不同有關(guān)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S512.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 袁園園;董貝;曹曉慧;鄭洪蕊;;黃淮麥區(qū)小麥成株期磷高效基因型的鑒定和篩選[J];麥類作物學(xué)報(bào);2017年01期

2 齊珊珊;白福強(qiáng);夏晴;張玉丹;鄭雅月;劉金燕;劉文軒;;小麥親緣種屬添加系耐低磷脅迫性狀鑒定與基因染色體定位[J];植物遺傳資源學(xué)報(bào);2016年04期

3 馬宏亮;鄭亭;胡雯媚;樊高瓊;;環(huán)境與施磷量對(duì)四川小麥淀粉特性的影響[J];麥類作物學(xué)報(bào);2015年12期

4 宋欣;孫敏;高志強(qiáng);任愛霞;趙紅梅;李光;郝興宇;楊珍平;宗毓錚;;旱地小麥休閑期覆蓋增磷對(duì)籽粒蛋白質(zhì)積累的影響[J];激光生物學(xué)報(bào);2015年04期

5 付凱勇;徐芳芳;史曉艷;朱永琪;覃安祥;李誠;李春艷;;不同磷素水平對(duì)小麥淀粉粒形態(tài)及品質(zhì)特性的影響[J];石河子大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年04期

6 白羿雄;胡秦櫪;張正社;王小利;牛娜;馬守才;張改生;張小紅;王軍衛(wèi);;耐低磷山羊草基因型的篩選與鑒定[J];植物遺傳資源學(xué)報(bào);2015年03期

7 邢丹;李淑文;夏博;付巍;文宏達(dá);;施磷對(duì)冬小麥—夏玉米體系產(chǎn)量和肥料利用效率的影響[J];河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2014年05期

8 柳鵬;鄧西平;殷俐娜;王文華;徎本X，

本文編號(hào)：1560965