【摘要】：小麥(Triticum spp.)是世界上廣泛種植的主要谷類作物之一。硬粒小麥(Triticum durum Desf.)廣泛栽培于地中海降水相對較少的地區(qū)。小麥的苗期特性及其最佳形態(tài)建成對產(chǎn)量有很重要的作用。常規(guī)育種和相關(guān)生物技術(shù)促進(jìn)了小麥品種的可持續(xù)發(fā)展。利用關(guān)聯(lián)分析可以分析、了解作物的遺傳基礎(chǔ),從而進(jìn)一步確定其候選基因。單核苷酸多態(tài)性(SNP)在小麥品種間的多態(tài)性分析中,可以為小麥的多樣性分析提供一種前所未有的資源,因而具有十分重要的價值。本研究的目的是在染色體區(qū)域,錨定與硬粒小麥苗期性狀關(guān)聯(lián)的SNP標(biāo)記,評估其遺傳變異,并進(jìn)行基于硬粒小麥幼苗形態(tài)和農(nóng)藝性狀的關(guān)聯(lián)分析,主要結(jié)果如下:1.硬粒小麥苗期性狀與基于SNP標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析關(guān)聯(lián)分析是揭示表型變異和遺傳多態(tài)性之間的關(guān)系的有效方法。在本研究中,對來自全世界的150份硬粒小麥種質(zhì)主要幼苗性狀及其生長情況進(jìn)行了考察。在水培條件下,分別在硬粒小麥發(fā)芽后的第13、20、27和34天對其根長,主根數(shù),幼苗高度,葉數(shù),葉面積,鮮重,性狀的生長速率,和性狀的生長增量進(jìn)行了考察。在發(fā)芽后第34天對硬粒小麥材料生物葉綠素含量和生物量性狀,包括根干重,地上部干重和總苗干重進(jìn)行了考察。對每個幼苗性狀進(jìn)行了方差分析。對考察的幼苗性狀和連續(xù)四年三個田間性狀,株高,粒重和千粒重中進(jìn)行了相關(guān)分析。利用混合線性模型(MLM)對SNP標(biāo)記和考察的幼苗性狀進(jìn)行了關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果表明,硬粒小麥苗期性狀具有顯著的遺傳變異和較高的遺傳率。苗期性狀及其與成熟后的田間性狀間都存在顯著的相關(guān)性�？傊�,在所有的性狀和四個生長階段中共檢測到763顯著關(guān)聯(lián)。一些SNP標(biāo)記(140)與多個性狀相關(guān)聯(lián),表明硬粒小麥的苗期一些基因具有多效性。關(guān)聯(lián)標(biāo)記非隨機(jī)的分布在硬粒小麥基因組,B基因組上的關(guān)聯(lián)標(biāo)記多于A基因組,主要分布在6、1和7染色體上。相關(guān)聯(lián)的SNP標(biāo)記對苗期性狀的遺傳分析,以及對選育具有較強(qiáng)幼苗活力的小麥新品種有裨益。2.硬粒小麥種質(zhì)產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成的遺傳多樣性和遺傳率的評估對150份來自全世界硬粒小麥材料的10個農(nóng)藝性狀進(jìn)行了4年連續(xù)的田間試驗(yàn)鑒定,并對其遺傳變異進(jìn)行了評估。結(jié)果顯示,主穗的穗頸節(jié)間長(厘米)的遺傳變異在四年的數(shù)據(jù)中表現(xiàn)最高。株高、主穗的穗莖節(jié)間長、主穗長、主穗的劍葉鞘到穗頸節(jié)長度和主穗小穗數(shù)等性狀都表現(xiàn)較高的遺傳率(87%以上)。株高和粒重在四年的數(shù)據(jù)中都表現(xiàn)較高的遺傳率。在所有的性狀上,基因型間都表現(xiàn)出顯著的差異。單株產(chǎn)量分別與單株粒數(shù)(r=0.86)、有效穗(r=0.59)、主穗的劍葉鞘到穗頸節(jié)長度(r=0.59)、單株小穗數(shù)(r=0.53)、千粒重(r=0.51)、主穗穗莖節(jié)間長(r=0.35)和主穗小穗數(shù)(r=0.27)呈顯著的正相關(guān)。千粒重與單株小穗數(shù)(r=-0.22)呈顯著相關(guān)負(fù)相關(guān)。主成分分析表明,單株粒數(shù)(r=0.868)和千粒重(r=0.495)對籽粒產(chǎn)量有直接貢獻(xiàn)。因此,這些性狀可以被考慮作為小麥產(chǎn)量改良的選擇標(biāo)準(zhǔn)。本研究顯示,開發(fā)和利用硬粒小麥豐富的遺傳變異的可以拓展普通小麥的種質(zhì)資源,并使其應(yīng)用于小麥育種中。
[Abstract]:Triticum spp.) It is one of the main cereal crops widely cultivated in the world. Hard-grained wheat (Triticum durum Desf)) widely cultivated in relatively small areas of the Mediterranean. The seedling stage and the best form of the wheat have a very important effect on the yield. The conventional breeding and related biotechnology have promoted the sustainable development of the wheat variety. By using the correlation analysis, the genetic basis of the crops can be analyzed, and the candidate genes of the crops can be further determined. The single nucleotide polymorphism (SNP) can provide an unprecedented resource for the analysis of the diversity of wheat, which is of great value. The purpose of this study is to evaluate the genetic variation of the SNP marker associated with the seedling traits of the hard-grain wheat in the chromosome region, and to carry out the association analysis based on the morphology and agronomic characters of the hard-grained wheat. The main results are as follows: 1. The relationship between the characteristics of the seedling stage of the hard-grain wheat and the association analysis based on the SNP marker is an effective method to reveal the relationship between the phenotypic variation and the genetic polymorphism. In this study, the main seedling characters and their growth of 150 hard-grain wheat germplasms from the whole world were investigated. The growth rate of the root, the number of the root, the height of the seedling, the number of leaves, the leaf area, the fresh weight, the growth rate of the character and the growth increment of the character were studied under the condition of water culture. The content of chlorophyll and biomass of the hard-grained wheat material, including the dry weight of the root, the dry weight of the ground and the dry weight of the total seedling, were studied on the 34-day post-germination. An analysis of variance was performed on each of the seedling traits. The correlation analysis of three field characters, plant height, grain weight and 1000-grain weight of the three-year field characters, the plant height, the grain weight and the 1000-grain weight of the study was carried out. The characteristics of the seedlings were analyzed by using the mixed linear model (MLM). The results showed that the characters of the wheat at the seedling stage had significant genetic variation and higher genetic rate. There was a significant correlation between the traits of the seedling stage and the field characters after maturity. In summary, 763 significant associations were detected in all of the traits and four growth stages. Some SNP markers (140) are associated with multiple traits, indicating that some of the genes at the seedling stage of the hard-grained wheat have multiple effects. The association marker is not randomly distributed on the genome of the hard-grain wheat, and the association mark on the B-genome is more than that of the A-genome, and is mainly distributed on the chromosome 6, 1 and 7. the associated SNP markers are useful for the genetic analysis of the traits of the seedling stage, as well as to the selection of a new variety of wheat varieties having a stronger seedling activity. The genetic diversity and the genetic ratio of the yield and yield of the hard-grain wheat germplasm were evaluated in a 4-year field trial of the 10 agronomic characters from the hard-grain wheat material in the world, and the genetic variation was evaluated. The results showed that the genetic variation of the internode length (cm) in the ear of the main ear was the highest in the four-year data. The height of the plant, the internode length of the stem of the main ear, the length of the main ear, the length of the blade of the main ear, the length of the spikelet and the number of the spikelet of the main ear showed a higher genetic rate (more than 87%). The high and grain weight of the plant showed a high genetic rate in the four-year data. In all the traits, there was a significant difference between the genotypes. The yield of the single plant was correlated with the number of the single plant (r = 0.86), the effective ear (r = 0.59), the length of the blade of the main ear (r = 0.59), the number of spikelet number of the single plant (r = 0.53), the 1000-grain weight (r = 0.51), the internode length (r = 0.35) of the main ear and the number of spikelet number (r = 0.27) of the main ear. The 1000-grain weight was negatively correlated with the number of spikelet number (r =-0.22). The principal component analysis showed that the number of grain per plant (r = 0.868) and 1000-grain weight (r = 0.495) had a direct contribution to grain yield. Thus, these traits can be considered as a selection criterion for wheat yield improvement. The research shows that the development and utilization of the abundant genetic variation of the hard-grain wheat can expand the germplasm resources of the common wheat, and can be applied to the wheat breeding.
【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

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本文編號：2324064