基于全基因组关联分析对中国地方小麦蛋白质含量性状的解析

发布时间：2020-03-31 03:36

【摘要】：现代农业育种造成小麦遗传多样性低和遗传基础变窄,因此新资源的开发成为研究的重点之一。中国地方小麦品种具有丰富的遗传变异、较强的适应性和亲和性,中国地方小麦的品质性状也具有很强的地域特点,是育种工作进行品种改良的重要种质资源。本研究以272份中国地方小麦品种为材料,通过连续3年在7个不同环境下的小麦籽粒蛋白质含量的测定,进行地方品种蛋白质含量的测定和分析;利用高通量Wheat660芯片对具有遗传多样性的272份材料在已获得群体结果和亲缘关系的基础之上结合本试验测定的蛋白质含量的表型数据进行全基因关联分析。取得主要研究结果如下:1.对种植在7个不同环境下(2015年崇州、2016年崇州、2016年绵阳、2016年雅安、2017年崇州、2017年绵阳和2017年雅安)的272份地方小麦进行蛋白质含量的测定,结果显示中国小麦地方品种平均蛋白质含量在所有的检测环境下平均值为13.77%,有45份高蛋白质含量小麦的品种,平均蛋白质含量在15%以上,有18份低蛋白质含量的小麦的品种,平均蛋白质含量在12%以下。中国地方小麦品种在7个不同环境间蛋白质含量均达到极显著正相关(r=0.543 0.705)。分析来自不同麦区地方品种蛋白质含量表明,来自东北春(播)麦区(VI-NEW)、北部春(播)麦区(VII-NS)、西北春(播)麦区(VIII-NWS)和新疆冬-春(播)麦区(X-XJ)地方小麦蛋白质含量偏低,且差异不显著,来自北部冬(秋播)麦区(I-NW)、黄淮海兼(秋播)麦区(II-YH)、长江中下游春(秋播)麦区(III-YTS)和西南春(秋播)麦区(IV-SAS)和华南春(秋播)麦区(V-SWAS)的蛋白质含量偏高,且差异也不显著。2.利用Wheat660芯片获得的基因型数据,对272份中国地方小麦品种进行蛋白质含量的全基因组关联分析,共检测到共检测到了46个与蛋白质含量性状显著关联的SNP标记位点(P0.0001),18个QTL区段(10Mb),分布在2A、2B、3B、5B、5B、6A、6B、7A、7A、7A、和7B染色体上。单个关联位点表型变异贡献率(R~2)范围为6.2%～10.1%,这些染色体上的标记:AX-94913395～AX-109853556(2A)、AX-111127963(2B)、AX-109335297～AX-109975004(3B)、AX-108932412～AX-110979583(3B)、AX-109971694～AX-110487962(3B)、AX-108919027～AX-111600410(5B)、AX-108728520～AX-111801527(5B)、AX-109995708～AX-111614403(5B)、AX-110996588～AX-111139810(6A)、AX-111024271(6A)、AX-110914313(6B)、AX-111644024(6B)、AX-110535435～AX-110631409(7A)、AX-108873894(7A)、AX-109883919(7A)、AX-109536152(7A)、AX-111167265(7A)和AX-89654502～AX-111539331(7B)分别能在两个环境中都被检测到,贡献率最大的标记是AX-110996588～AX-111139810,表型贡献率是10.1%,贡献率最小的标记是AX-109971694～AX-110487962,单个关联位点的表型贡献率是6.3%。3.通过对272份中国地方小麦品种蛋白质QTL位点不同单倍型间方差分析鉴定了44份高蛋白质含量和17份低蛋白质含量的地方小麦品种。发现控制高蛋白质的主要是QTL5和QTL17,分别位于染色体3B和7A上,控制低蛋白质的主要是QTL11和QTL16,分别位于染色体6B和7A上。
【图文】：

图 2-1 供试验材料在中国十大麦区分布I-NW 北部冬（秋播）麦区，II-Y&H 黄淮海兼（秋播）麦区，III-YTS 长江中下游春（秋播）麦区，IV-SAS 西南春（秋播）麦区，V-SWAS 华南春（秋播）麦区，VI-NEW 东北春（播）麦区，VII-NS 北部春（播）麦区，VIII-NWS 西北春（播）麦区，IX-Q&T 青藏高原春-冬（播）麦区，，X-XJ 新疆冬-春（播）麦区Fig.2-1 Distribution of Chinese wheat landraces in 10 major agro-ecologicalproduction zones of China.I-NW, Northern Winter Wheat Zone; II-Y&H, Yellow and Huai River Valleys Faculative Wheat Zone;III-YTS, Middle and Low Yangtze Valleys Autumn-Sown Spring Wheat Zone; IV-SAS, SouthernAutumn-Sown Spring Wheat Zone; V-SWAS, Southwestern Autumn-Sown Spring Wheat Zone;VI-NEW, Northeastern Spring Wheat Zone; VII-NS, Northern Spring Wheat Zone; VIII-NWS,Northwestern Spring Wheat Zone; IX-Q&T, Qinghai-Tibetan Plateau Spring-Winter Wheat Zone; X-XJ,

不同试验环境下蛋白质含量的相关性分析结果表明，试验材料在 7 个不同环境间蛋白质含量较稳定，在不同鉴定环境间的相关系数都达到了显著相关性（表 2-3，P＜0.01），2016 年崇州点与 2015 年崇州点、 2017 年崇州点和 2017 年雅安点间相关系数都达到 0.7 以上（r =0.703、 0.705 和 0.719）。精确的蛋白质含量鉴定为中国小麦地方品种资源筛选、评价和不同蛋白质含量关联分析位点的挖掘提供了非常可靠的数据来源。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S512.1

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本文编号：2608499