小麥硒含量控制基因的QTL定位及遺傳分析.pdf

1、人體需要22種元素來(lái)維持身體需要，硒是其中必不可少的元素之一，硒的缺乏與克山病、肌營(yíng)養(yǎng)不良、食道癌等疾病發(fā)生成正相關(guān)關(guān)系。硒主要從膳食中獲取，相比于動(dòng)物性食品，植物性來(lái)源膳食中的硒相對(duì)含量較低，而小麥?zhǔn)侨祟惖闹饕攀硜?lái)源，因此小麥籽粒中的硒含量與健康息息相關(guān)。開(kāi)展富硒小麥選育被認(rèn)為是克服硒元素缺乏的最經(jīng)濟(jì)有效途徑之一，因此急需加強(qiáng)對(duì)控制籽粒硒含量基因的鑒定和研究。
　　小麥?zhǔn)俏姆歉患参?，籽粒中硒的含量普遍偏低，但在前期的研究?/p>

2、作中發(fā)現(xiàn)了一份來(lái)源于人工合成小麥的高硒含量材料SHW-L1，其籽粒硒含量是普通小麥的4-9倍。小麥籽粒中硒含量和根系形態(tài)學(xué)指標(biāo)是由多基因控制的數(shù)量性狀，因此構(gòu)建高密度遺傳圖譜，進(jìn)行小麥性狀的基因定位，有助于開(kāi)發(fā)分子標(biāo)記輔助選擇的實(shí)用性標(biāo)記，進(jìn)行利于相關(guān)基因的挖掘和利用。為了研究小麥籽粒中硒含量的遺傳特點(diǎn)，本研究利用富硒人工合成小麥SHW-L1與普通小麥Chuanmai32構(gòu)建的重組自交系群體，在貧硒和富硒條件下分析造成籽粒硒積累和吸收差

3、異的遺傳機(jī)制以及在不同組織中積累情況，找到控制籽粒硒含量的限制因子;系統(tǒng)監(jiān)測(cè)不同基因型在貧硒、富硒和田間硒含量條件下的根系形態(tài)學(xué)變化，分析根系形態(tài)特征與硒營(yíng)養(yǎng)效率的關(guān)系;探討小麥籽粒中硒元素含量的動(dòng)態(tài)累積規(guī)律，動(dòng)態(tài)分析影響硒吸收、積累的QTL，闡明不同QTL的時(shí)空表達(dá)方式，了解籽粒發(fā)育過(guò)程中控制硒元素含量的QTL效應(yīng)及基因作用方向，揭示籽粒硒積累和吸收的差異機(jī)制。結(jié)果表明:
　　1.對(duì)重組自交系(SHW-L1Chuanmai32R

4、ILF9)171份小麥遺傳群體進(jìn)行兩年一點(diǎn)的株高、分蘗數(shù)、揚(yáng)花期等農(nóng)藝性狀的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，表明外源施硒可以增加株高，顯著提前揚(yáng)花期和減少分蘗數(shù)，方差分析表明該遺傳群體農(nóng)藝性狀受到供硒水平的顯著影響。根據(jù)構(gòu)建好的遺傳圖譜，運(yùn)用軟件WinQTL2.5，對(duì)2013年和2014年溫江點(diǎn)的農(nóng)藝性狀進(jìn)行QTL分析，共檢測(cè)到農(nóng)藝性狀相關(guān)QTL24個(gè)，其中在不同的環(huán)境中均表達(dá)的QTL有2個(gè)。在2D檢測(cè)到1個(gè)“一因多效”QTL位點(diǎn)，貧硒和富硒條件檢測(cè)到控制揚(yáng)

5、花期的相同位點(diǎn)，貢獻(xiàn)率為7.19-17.11％。
　　2.對(duì)171個(gè)株系及其親本兩年一點(diǎn)的籽粒中的Se含量進(jìn)行分析。結(jié)果表明，兩年測(cè)得的親本SHW-L1 Se含量均高于親本川麥32的Se含量。根據(jù)所構(gòu)建的圖譜，對(duì)重組自交系（SHW-L1Chuanmai32RILF9）171份小麥遺傳群體在貧硒和富硒2種濃度下籽粒中硒含量進(jìn)行QTL分析，共檢測(cè)到6個(gè)硒含量相關(guān)QTL，分布在3D、5A上，并且在3D(wPt-733447～wPt-66

6、7315區(qū)段，貢獻(xiàn)率為R2=0.5582)可檢測(cè)到不同環(huán)境中均表達(dá)的QTL位點(diǎn)，這些位點(diǎn)可用于小麥育種的遺傳改良研究工作中。
　　3.對(duì)171份小麥遺傳群體群體進(jìn)行富硒、貧硒和正常供硒條件下的水培試驗(yàn)，方差分析表明根系性狀均受到供硒水平的顯著影響。相關(guān)分析表明，重組自交系（SHW-L1Chuanmai32RILF9）群體根系性狀與供硒水平均有較緊密的聯(lián)系，并且在幼苗期（培養(yǎng)6周）較分蘗期（培養(yǎng)9周）更為顯著，大都達(dá)到極顯著相關(guān)(P

7、＜0.01)，
　　對(duì)重組自交系群體（SHW-L1×Chuanmai32RILF9）在3個(gè)濃度下的12個(gè)水培根系性狀進(jìn)行了QTL定位，共檢測(cè)到245個(gè)QTL，其中60個(gè)主效QTL，32個(gè)加性QTL位點(diǎn)，貢獻(xiàn)率在5.42-30.41％之間，71個(gè)“一因多效”位點(diǎn)。其中，檢測(cè)到在不同的環(huán)境中均表達(dá)的QTL，而且檢測(cè)到控制總投影面積(PA)、跟總面積(SA)、根總體積(RV)的位點(diǎn)基本一致。
　　4.培養(yǎng)6周時(shí)，富硒處理下地下部和

8、地上部的硒含量分別是貧硒處理下的6.85倍和5.82倍，培養(yǎng)9周，富硒處理下地下部和地上部硒含量是貧硒處理下的2.05倍和2.10倍。小麥外源施硒，從根部到地上部分有很高的轉(zhuǎn)移率，隨著培養(yǎng)周期的延長(zhǎng)，硒從地下部向地上部轉(zhuǎn)運(yùn)的速率降低，硒在作物體內(nèi)的積累規(guī)律為根部＞莖葉＞籽粒。
　　利用已構(gòu)建好的遺傳圖譜，運(yùn)用軟件WinQTL2.5，對(duì)水培條件下根部和地上部的硒含量進(jìn)行了QTL定位，共檢測(cè)到18個(gè)硒含量相關(guān)QTL，在其中，在不同的環(huán)