小麦苗期钾效率相关性状的全基因组关联分析

【目的】深入探究小麦钾效率的遗传基础,定向培育钾高效小麦品种是缓解我国钾肥资源短缺的重要途径。本文拟对不同钾处理条件下小麦苗期钾效率相关性状进行鉴定,并进行差异分子标记关联分析,筛选与钾效率紧密关联的分子标记,为钾效率相关基因的克隆及其在育种中的应用奠定基础。【方法】本研究以不同小麦品种(134份)为试验材料,于2014年和2015年,在山东农业大学温室内进行了营养液培养试验。设置正常供钾和低钾水平两个处理,7cm高、7日龄的幼苗在黑暗中生长28天后收获。将幼苗分为地上部和根部,测定植株干重(生物量)、钾含量,计算植株钾累积量、根冠生物量比和钾累积量比和钾利用效率。分析低钾处理对生物量及钾效率相关性状的影响,并以该群体检测到的15230个差异SNP标记为基础,用TASSEL5.0软件中的GLM模型和MLM模型对钾效率相关性状数据进行标记.性状的关联分析,以确定小麦苗期钾效率稳定关联的分子标记位点。【结果】与正常钾处理相比,低钾处理下植株根、冠及全株钾含量及积累量均显著下降,而根冠生物量比、根冠和全株钾利用率均显著增加。关联分析共获得了1300个关联分子标记,其中1102个标记被定位在19条染色体上,这些分子标记绝大多数仅在特定环境条件下被检测到,三个环境下均可检测到的相对稳定的分子标记位点仅有3个,分别为Excalibur_c14273_1407、Ku_c11150_773、BS00094893_51。同时,试验筛选出4个性状簇集位点标记,这些位点同时与6~7个性状存在显著关联,分别为Excalibur_c8670_972、wsnp_Ex_c12887_20426781、wsnp_Ku_c13311_21255428、IACX5989。【结论】低钾处理对小麦苗期生长及钾效率相关性状遗传控制位点有显著影响,低钾处理下与生物量和钾效率相关性状显著关联的分子标记绝大多数在同一个钾处理环境中被检测到,因此不同钾处理环境下这些性状可能由截然不同的基因控制。试验检测到4个至少与6个性状同时显著关联的热点分子标记位点,这些位点与小麦苗期多个生物量及钾效率相关性状均存在显著关联,可能包含重要的基因信息,值得进一步深入研究。     

小麦成熟期产量及钾效率相关性状的全基因组关联分析

  【目的】  探明不同钾供应条件下控制产量及钾效率相关性状的稳定的显著关联分子标记位点,为小麦产量及钾效率相关性状的遗传控制机理研究及相关基因的克隆提供参考。  【方法】  利用134个小麦品种 (系) 组成的群体为试验材料,设置正常供钾 (T1) 和不施钾 (T2) 两个处理,进行了2年田间试验 (E1、E2)。对小麦成熟期株高、穗长、穗粒数及钾吸收、利用效率等23个性状进行了表型鉴定,分别定义了同年同一处理和同一处理两年平均共6个环境平均值。采用GLM+Q一般线性模型和MLM+K+Q混合线性模型相结合的方法,利用群体差异SNP分子标记 (90K SNP芯片) 对小麦产量和钾效率相关性状进行全基因组关联分析。  【结果】  与正常钾处理相比,不施钾处理条件下籽粒钾利用效率显著升高,单株钾累积量、单株钾含量及总小穗数等性状显著降低。供试小麦各性状的群体变异系数为6.98%～350.38%,有14个性状的遗传力在50%以上,以株高的遗传力最高 (92.03%)。利用保留的7485个多态性好的群体差异 (SNP) 进行了全基因组关联分析,共检测到1420个分子标记位点与供试23个性状在P ≤ 0.001水平存在显著关联,分布在21条染色体上。有1097个 (77.25%) 分子标记位点仅在一个关联分析环境中被检测到;能在至少两个关联分析环境中被检测到的相对稳定分子标记位点有323个,其中113个位点与钾效率相关性状有关,Tdurum_contig26281_139、Kukri_c307_2053等分子标记位点可以提高钾吸收效率,Ex_c19038_571、BS00039148_51等分子标记位点能够提高钾利用效率。在至少4个关联分析环境中被检测到的位点有22个,分别与株高、千粒重、穗粒数等5个性状相关。与株高和千粒重显著关联的分子标记位点RFL_Contig4069_2628和BS00003632_51可同时在全部6个关联分析环境中检测到,平均贡献率为9.59%和13.66%,环境稳定性非常好,与株高的降低和千粒重的提高显著关联。  【结论】  不同钾供应水平下与产量及钾效率相关性状显著关联的分子标记位点存在显著差异,77.25%的分子标记位点仅在特定环境下被检测到。但也有22个显著关联分子标记位点 (涉及9个产量及钾效率相关性状) 在至少4个关联分析环境 (共6个环境) 下被检测到,形成高频表达分子标记位点。其中与株高和千粒重分别显著关联的两个分子标记位点在所有6个关联分析环境中均稳定被检测到,能显著降低株高和提高千粒重。这些分子标记位点的相关基因对相关性状的调控效应受钾处理环境影响小,具有较高的理论和应用价值,值得深入研究。     

山东省近期育成小麦品种(系)的遗传多样性及其与产量性状的关联分析

为了解山东省近年来育成品种(系)的遗传多样性,并筛选出与产量性状相关的分子标记及其等位变异,选用58对分布于小麦21条染色体上的SSR标记,对109个山东省近年来育成的品种(系)进行遗传多样性和关联分析。SSR标记多态性分析表明,本研究共检测到176个等位位点,各标记等位位点变化范围为2~6个,平均为3.034个;SSR标记多态性信息量(PIC)变化范围为0.111~0.829,平均为0.552。聚类分析显示,同一育种单位育成的或具有共同亲本的品种往往聚为一类。关联分析表明,与产量性状显著关联(P0.01)的标记有18对。对相对稳定的等位变异作进一步分析,发掘了一批与产量性状相关的优异等位变异,如增加产量的等位变异barc187-A240和cfd11-A270,降低株高的等位变异barc21-A110、cfd53-A240和Xwmc765-A190,增加穗粒数的等位变异barc181-A190,增加总茎数的等位变异cfd27-A220和swes247-A200,提高越冬率的等位变异barc177-A110。     

小麦杂种二代产量性状选择的研究

小麦杂种二代产量性状选择的研究李斯深李安飞李宪彬王勇李晴祺（山东农业大学农学系关键词：普通小麦;早代选择;遗传进度;遗传力中图法分类号：Ｓ５１２．１ＳＥＬＥＣＴＩＯＮＯＮＹＩＥＬＤＴＲＡＩＴＳＦＲＯＭＦ２ＧＥＮＥＲＡＴＩＯＮＩＮＷＨＥＡＴＬｉＳｉｓ...     

小麦优质Ax1/Ax2*和Dx5亚基的二重AS-PCR分子鉴定

为了提高小麦Glu-A1位点Ax1/Ax2*亚基和Glu-D1位点Dx5亚基分子标记鉴定效率,方便小麦分子水平的辅助选择及品种评价,建立了小麦高分子量谷蛋白Ax1/Ax2*亚基及Dx5亚基基因的二重AS-PCR反应体系。结果表明,PCR鉴定结果与SDS-PAGE电泳结果一致。利用建立的二重AS-PCR稳定扩增体系鉴定了21份外引小麦品种系的谷蛋白Glu-A1及Glu-D1位点,有7个品种扩增出1500 bp特异片段,表明具有Ax1/Ax2*亚基;有11个品种扩增出478 bp特异片段,表明具有Dx5亚基;小麦优质Ax1/Ax2*亚基和Dx5亚基出现百分率分别为33.3%和52.4%。该反应体系扩增稳定,可同时鉴定Ax1/Ax2*亚基及Dx5亚基,适用于优质小麦新品种的辅助选择。     

EMS诱变的小麦基部小穗不孕突变体的鉴定与小穗形态发育

为了解小麦基部小穗不孕突变体的农艺性状和小穗形态发育特点,对EMS诱变小麦品系山农1186所得的基部小穗不孕突变体进行了农艺性状鉴定和小穗发育过程观察.结果表明,10个突变株系基部有2～4个不孕小穗,而山农1186基部小穗正常结实;与受体山农1186相比,10个突变株系的穗长、小穗数没有变化,但穗粒数显著降低,降低幅度为20.63%～44.44%;突变株系的株高、穗下节、倒二节、倒四节、倒五节间长度显著增加,平均增长27.28%、20.55%、22.58%、51.10%和93.55%,倒三节间长度增加不显著,表明株高的增加是由多个节间伸长造成的;大多数株系的旗叶、倒二叶、倒三叶长度增加不显著,但宽度显著变窄,分别比对照平均减少16.93%、18.15%和14.36%,叶长、叶宽的变异并未引起叶面积的明显变化.对小穗发育的形态学观察发现,突变体基部小穗在四分体时期开始退化,雌蕊、雄蕊、子房萎焉失水,变成模糊的一团组织,进而导致基部小穗不孕.     

不同小麦品种的潮霉素耐受性研究

潮霉素是基因转化过程中常用的筛选剂,为了探索不同小麦品种对潮霉素的抗性,本研究设置0、25、50、75、100、125、150 mg/L不同的潮霉素浓度,对K35、065657、扬麦158、Bobwhite和济引1号5个幼胚再生率高的小麦品种进行幼胚拯救并测试其对潮霉素的耐性。结果表明：K35和065657幼胚的最适筛选浓度是125 mg/L,扬麦158、Bobwhite和济引1号幼胚的最适筛选浓度是100 mg/L。     

小麦新品种山农17、泰农18

1 国审新品种山农17 山农17原代号山农2149,由山东农业大学和泰安市泰山区瑞丰作物育种研究所合作育成,组合为L156/莱州137,属多穗型高产小麦品种.2008年11月申请品种权,公告号:CNA005369E.2009年9月和2009年12月分别通过山东省和国家审定,审定编号:鲁农审2009055号、国审麦2009015.     

矮秆小偃麦异附加系31504的遗传分析──Ⅱ数量性状遗传与种质评价

本文对小偃麦异附加系３１５０４的部分数量性状进行了遗传分析，进而对３１５０４进行了种质评价．结果表明，株高、穗下节间长、抽穗度、开花期、千粒重、穗粒数等６个性状的遗传与异染色体有关；异源染色体上携有显著降低株高作用的基因，且以加性效应为主，３１５０４是一个良好的新矮源．