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青海育成小麦品种农艺性状的遗传特征及遗传基础
李 红 琴
学位类型博士
导师张怀刚
2012-05
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点北京
学位专业植 物 学
关键词小麦 农艺性状 遗传多样性 关联分析 分子身份证
摘要青海省地处黄土高原与青藏高原交界处,具有复杂多变的区域生态环境,是我
国动植物种质资源最为丰富的地区之一。小麦是青海省的主要粮食作物,曾出现过亩产1013kg 的超高产小麦品种,但对该地区育成小麦品种的遗传多样性和重要农艺性状形成的遗传基础的相关研究较为缺乏。本研究以青海省审定的66 个小麦品种为研究材料,收集它们在青海典型生态环境条件下的株高、穗长、穗粒数等12个农艺性状和DNA 水平上的遗传多样性,通过遗传多样性指数,年代变化,群体结构等指标评价青海省小麦育成品种的遗传特征,同时利用农艺性状与分子标记开展关联分析,了解该地区生态条件下重要农艺性状形成的遗传基础。主要结果如下:
1.农艺性状的遗传特征
a)66个品种的主成分分析表明将12个农艺性状可简化为4个主成分因子:小
穗数因子(小穗数和穗粒数),株高因子(株高和穗叶距),千粒重因子(千粒重和穗长),有效穗数因子(单株有效穗数),其累积贡献率达87.3%。
b)农艺性状间的相关分析:小穗数、穗粒数、穗长都与株高极显著正相关,小穗数和穗粒数与穗长极显著正相关,千粒重与有效穗数、穗长、小穗数和穗粒数
极显著负相关,千粒重与株高负相关,但不显著。
c)青海省小麦品种农艺性状从70年代至今演变趋势是小穗数、有效小穗数、穗长和穗粒重及千粒重先上升后下降,株高则先下降后上升。农艺性状的多样性指
数在1.50和1.81之间,而品种的多样性指数呈现出逐步上升的趋势,从1.48上升到1.89。
d)聚类分析在欧氏距离为58.72处可以将66个青海审定品种分为3个类群:第
一类群适宜中位山旱地种植或低位山旱地种植,其株高、穗长、穗叶距、小穗数、有效小穗数、穗下节间长和穗粒数其平均值分别为101.89cm、11.34cm 、20.66cm、21.72个、20.59个、42.37cm、64.88个;第二类群适宜川水地种植,其株高、穗长、穗叶距、小穗数、有效小穗数、穗下节间长和穗粒数其平均值分别为82.90cm、10.55cm、15.3cm、19.66个、19.05个、35.21cm、48.81个;第三类群只有一个品种高原671,适宜降水较少的中位旱地种植。
2.核苷酸水平上遗传特征
a) 66个青海省审定小麦品种的A,B和D染色体组的基因多样性分别是0.5,
0.45和0.43,同源群中的多样性次序为:第2群(3.97)>第1群(3.71)>第4群(3.59)>第6群(3.43)>第3群(3.37)>第5群(3.35)>第7群(3.10)。在青海小麦进行改造时需要注重提高多样性较低的染色体组或同源群的遗传多样性。
b) 平均等位变异数目和基因多样性指数都表明青海省小麦品种的遗传多样性水平总体缓慢提高,与基于农艺性状的多样性研究结果具有一致性。
c) 用23个SSR分子标记构建66个品种的分子身份证,用于品种鉴定。
3. 重要农艺性状形成的遗传基础
a) 以r2=0.2 为基准线,66 个小麦品种的连锁不平衡衰减距离可延伸31cM。
212 对引物中共有75 对引物与12 个农艺性状显著相关,标记对性状的表型变异范围的贡献率在7.37%(barc84)和38.53%(cfd8)之间,平均为19.31%。
b) 与株高关联的位点有18 个,分布在12 条染色体上,单个位点解释表型变异
的11.27%-31.98%。
c) 与穗粒数关联的位点有16 个,分布在13 条染色体上,单个位点解释表型变
异的10.87%-34.34%。
d) 与千粒重关联的位点有15 个,分布在11 条染色体上,单个位点解释表型变
异的8.74%-20.66%,并且发现与2 个性状同时关联的位点。
通过上述对该地区小麦种质资源遗传特征以及重要农艺性状的遗传基础的研究
将有利于促进该地区小麦新品种的培育工作,同时也给国内外其他地区运用青海地区的小麦资源提供参考。
学科领域农业科学
文献类型学位论文
条目标识符http://210.75.249.4/handle/363003/3487
专题中国科学院西北高原生物研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
李 红 琴. 青海育成小麦品种农艺性状的遗传特征及遗传基础[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2012.
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