【摘 要】
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果聚糖是小麦(Triticum aestivum L.)茎秆可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate,WSC)的主要存在形式,不仅可以作为渗透调节物质通过维持渗透势来缓解逆境胁迫对小麦造成的损伤;同时在干旱胁迫条件下,也是小麦籽粒灌浆的重要碳源。然而,小麦茎秆果聚糖积累转运相关性状受微效多基因调控,遗传机制复杂。因此,为发掘小麦茎秆果聚糖积累转运相关性状的遗传信息,本
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果聚糖是小麦(Triticum aestivum L.)茎秆可溶性碳水化合物(water soluble carbohydrate,WSC)的主要存在形式,不仅可以作为渗透调节物质通过维持渗透势来缓解逆境胁迫对小麦造成的损伤;同时在干旱胁迫条件下,也是小麦籽粒灌浆的重要碳源。然而,小麦茎秆果聚糖积累转运相关性状受微效多基因调控,遗传机制复杂。因此,为发掘小麦茎秆果聚糖积累转运相关性状的遗传信息,本研究利用以抗旱性和农艺性状等具有显著差异的亲本西峰20×晋麦47为亲本构建的小麦ILs群体为研究材料,利用小麦90K SNP芯片和SSR分子标记构建高密度遗传连锁图谱,在干旱胁迫和正常灌溉条件下对小麦茎秆果聚糖含量、转运率及对籽粒的贡献率进行表型鉴定和QTL(Quantitative trait loci)定位分析,并对QTL热点区域内进行候选基因预测。研究结果如下:1.小麦ILs群体两亲本各目标性状表现为晋麦47大于西峰20,群体目标性状表型值偏向于晋麦47,且干旱胁迫高于正常灌溉。环境、器官和发育阶段及各因子互作对目标性状表型具有显著影响。遗传力较低,但正常灌溉条件下遗传力(0.32~0.79)显著高于干旱胁迫的(0.13~0.52)。2.利用小麦90K SNP芯片和SSR标记检测小麦ILs群体,最终筛选出11980个多态性标记(11770个SNP标记和210个SSR标记)构建高密度遗传连锁图谱,遗传图谱全长6008.32 c M,每条染色体的平均长度为286.11 c M,平均密度为0.50 c M。3.在两种水分条件下共检测到168个控制小麦茎秆果聚糖积累转运相关性状的加性QTL(A-QTL),主要受轮回亲本晋麦47等位基因的调控。其中有3个主效A-QTL(Qfcgm.acs.3B.1、Qrrfprpn.acs.3B.1、Qrrfprpd.acs.7A.1)的表型变异贡献较高,在16.08%~19.35%之间。4.共发现25个A-QTL热点区域,分布在1D、2A、2B、2D、3B、3D、4B、4D、5B、5D、6B、6D、7A和7D共14条染色体上,其中2B、3B和7D上AQTL热点区域较多,均为3个。在1D染色体的DF5XZDLF01B50S3317~Kuc26547区间和2D染色体的Kukric36343315~Bob Whitec21610618区间存在能在两种水分环境下稳定表达的A-QTL。5.在2B染色体标记区间Kuc6546718~Kukric16629200、3B染色体标记区间Kukrirepc102953304~GENE-2001150和4D染色体标记区间Dcontig59932150~DGDS7LZN02FFSL7138,预测到20个与小麦茎秆WSC性状相关的候选基因,分别编码山梨醇类运输蛋白、糖转运蛋白、葡萄糖和核糖脱氢酶蛋白、丝氨酸/苏氨酸蛋白酶、U-box蛋白、F-box蛋白、MYB蛋白、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶和β-木糖苷酶等,主要参与小麦发育过程,如信号转导、光合作用和器官发育等途径,进而可能影响到小麦茎秆中WSC代谢及运输。
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