小麦SNP整合图谱的构建及产量相关性状的QTL定位

来源 :新疆农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cqz17
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我国小麦新品种培育的重点是提升单产,而籽粒产量作为一个复杂的数量性状,除受环境影响外,还受多个基因位点的调控,比如控制株高、生育期和千粒重等性状的基因位点,而借助连锁分析对基因的定位效果在很大程度上受限于图谱的标记密度,因此,通过构建高密度连锁图谱对产量相关农艺性状进行QTL(QuantitativeTraitLocus)定位将更加有助于研究产量的遗传基础和开发重要QTL位点的选择标记用于育种实践。
  本课题包含二部分内容,第一是采用高密度SNP(SingleNucleotidePolymorphism)芯片对4个重组自交系群体(豆麦×石4185、藁城8901×周麦16、临麦2号×中892、周8425B×中国春)进行基因分型,分别构建连锁图谱,再将4个图谱的遗传信息整合为一张高密度图谱,进而联合近年来发表的5张主要基于SNP标记的小麦连锁图谱数据,整合了一张标记密度更高、标记类型更为丰富的的连锁图谱;第二是对3个群体(豆麦×石4185、藁城8901×周麦16、临麦2号×中892)的产量相关农艺性状进行QTL扫描。主要研究结果如下:
  (1)对于豆麦×石4185群体,有10986个SNP标记被定位到21个连锁群上,连锁图谱全长2159.93cM;对于藁城8901×周麦16群体,有11819个SNP标记被定位到32个连锁群上,连锁图谱全长3153.16cM;对于临麦2号×中892群体,有9824个SNP标记被定位到45个连锁群上,连锁图谱全长2954.82cM;对于周8425B×中国春群体,有14862个SNP标记被定位到21个连锁群上,连锁图谱全长2302.94cM。
  (2)对以上4张图谱进行整合,构建了一个含有29692个SNP标记,全长2912.74cM的整合图谱。与前人的结果进行比较发现,有4982个SNP标记被新定位到了染色体上,标记在整合图谱上的顺序与标记在基因组上的顺序相比较发现,两者间的平均秩相关系数为0.91。将该整合图谱与5张主要基于SNP标记的小麦遗传图谱进行整合,构建了一个含有50267个标记,全长3435.67cM的超高密度整合图谱,其中包括51665个SNP标记,667个SSR(SimpleSequenceRepeat)标记,266个DArT(DiversityArraysTechnology)标记和19个其它类型的标记。
  (3)在豆麦×石4185中,总计发现71个稳定的QTL,可以解释表型变异的1.4%~71.5%,除4D外,其余染色体均有QTL分布,在4B上检测到的QTL最多,总计为11个,不同同源群间,第五同源群上的QTL最多,为17个;在藁城8901×周麦16中,总计发现49个稳定的QTL,解释表型变异的3.1%~51.9%,除了6D外,其余染色体均有分布,在5A上定位到最多的QTL,为8个,不同同源群间,第五同源群上的QTL最多,为14个;在临麦2号×中892中,总计发现了52个稳定的QTL,解释表型变异的1.7%~54.2%,除1A、1D、7B和7D外,其余染色体均有分布,在4B上有最多的QTL,为11个,不同同源群间,第四同源群上定位到最多的QTL,为18个。通过三个群体总计检测到16个新的QTL,分别为:QSL.caas-2DL、QGNS.caas-7AS、QGL.caas-7BL、QGW.caas-4AS、QTGW.caas-2AS、QPH.caas-1BL、QPH.caas-2AL、QPH.caas-3AS、QPH.caas-5BL、QPH.caas-6BL、QFLW.caas-4BS、QFLW.caas-5DL、QFLW.caas-6AS、QFLL.caas-6AS、QHD.caas-1DL和QHD.caas-1BS。将三个群体的QTL结果映射到整合图谱上,发现了11个QTL簇,分布在1B、2A、3D、4B、4D、5A、5D、6A和6B上。
  本研究利用小麦SNP芯片技术构建了高密度、高质量的连锁图谱,同时对12个农艺性状进行QTL定位,发现16个新QTL和11个QTL富集区,这对于小麦基因克隆和将SNP标记用于小麦分子育种具有重要意义。
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