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普通小麦重要品质性状的QTL定位

作　者: 张业伦
导　师: 马传喜；夏先春；何中虎
学　校: 安徽农业大学
专　业: 作物遗传育种
关键词: 小麦品质性状 QTL定位黄色素含量 1B.1R易位 Zeleny沉降值 Mixogrph参数 RVA参数
分类号: S512.1
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

品质改良是我国当前小麦育种的主要目标之一。利用分子数量遗传学方法研究品质相关性状、进行基因定位,可为分子标记辅助选择和品质改良提供理论基础。1B.1R易位系在我国小麦育种中曾发挥过重要作用,但鉴于其对小麦加工品质的负面影响,明确其对小麦品质遗传效应,对1B.1R易位系在育种中的应用具有重要的指导意义。此外,籽粒硬度、高低分子量谷蛋白亚基和面粉颜色对小麦磨粉品质和加工品质也有重要影响。本研究以PH82-2（硬质、非1B.1R）为母本与内乡188（软质、1B.1R）杂交,通过一粒传获得240个F_5:6重组自交系,于2004-05及2005-06年度种植于安阳、焦作和泰安,对重要的品质性状,即面粉和中国白盐面条颜色参数及PPO活性、黄色素含量（YPC）、容重（TW）、千粒重（TKW）、面粉蛋白含量（FPC）、mixograph参数及面粉糊化参数（RVA参数）和面条品质性状进行QTL定位,并分析1B.1R易位、高低分子量谷蛋白亚基及籽粒硬度对这些品质性状的遗传效应。主要结果如下:1.对面粉和面条的11个颜色参数及其相关性状的QTL结果表明,这些性状主要受5D染色体上籽粒硬度位点（Ha）、1B染色体短臂（short arm ofchromosome 1B,SA1B）或1RS（Sec1）及7A染色体上Psy-A1基因位点影响。籽粒硬度位点（Ha）是影响面粉颜色参数、FPC和面粉PPO活性的主要因素之一,尤其对面粉亮度（FL^*）、黄色度（Fb^*）、面粉颜色指标（FCI）和面粉PPO活性,影响最大,贡献率分别为80.3%、57.9%、73.2%和55.1%,但对面粉a^*（Fa^*）影响很小,贡献率仅为2.0%。Ha位点对籽粒硬度的贡献率为75%。1RS和Psy-A1基因位点是造成面粉黄色素含量高（YPC）及导致面粉、面条偏黄（Fb^*和Nb^*）的主要因素;1RS对它们的贡献率为31.9%、7.8%和13.7%,而Psy-A1基因位点为33.9%、12.6%和22.0%。此外,1RS和Psy-A1位点对面粉a^*（Fa^*）和Kent-Jones颜色等级（KJ）影响也非常大,对Fa^*的贡献率分别为26.1%和35.9%,对KJ的贡献率17.2%和19.3%;但对面条亮度（NL^*）影响较小,贡献率仅为4.5%和4.3%;1RS对FCI和面条a^*（Na^*）没有影响,Psy-A1基因对它们的影响也非常小。2A染色体的Ppo-A1基因位点对PPO活性的贡献率为20.2%;除此之外,籽粒硬度位点对PPO活性表现出更大的贡献率,达55.1%。;在3A和3B染色体上分别检测到一个控制面粉蛋白含量的QTL,贡献率为5.9%和4.9%;在1A、3B和4A上发现影响YPC、Fa^*和KJ的QTL,其中4A上影响YPC的QTL在各环境中均可稳定检测到;在7B染色体上与Psy-A1基因的同源位置上也发现一个影响FCI的QTL。2.对15个品质性状参数进行QTL分析,结果表明麦谷蛋白亚基位点（Glu-B1、Glu-D1和Glu-A3）、SA1B或1RS和Ha位点是影响这些品质参数的主效位点。控制容重（TW）和千粒重（TKW）的QTL主要位于小麦染色体的第4、5、6同源群以及7A染色体,但效应都比较低。共检测到4个QTL影响面粉蛋白含量,分别位于3A、3B和5D（2个）,其中Ha位点影响最大,贡献率达27.1%。在控制Zeleny沉降值（ZS）的6个位点中,1RS和Glu-D1位点影响最大,贡献率为19.3%和17.6%。Mixograph参数主要受麦谷蛋白亚基位点及SA1B的影响。Glu-D1位点对峰值时间（MPT）和弱化值（Weakening slope,WS）贡献率最大,分别为43.1%和39.7%,同时对峰值宽度（MEW）和8min带宽（MTxW）影响也较大,贡献率分别为16.2%和24.2%。SA1B对8min带宽影响最大,贡献率为42.2%,而对峰值宽度和WS影响则较小,贡献率为9.8%和11.1%。Glu-B1位点对峰值时间影响较大,贡献率为18.0%,而对峰值宽度、8min带宽和WS贡献率为10.3%、11.0%和14.2%。Glu-A3位点对这些mixograph参数影响都较小,贡献率为5.9%～10.0%。此外,Ha对峰值宽度也有较大,贡献率为21.8%。Ha对RVA参数,峰值黏度（RPV）、最终黏度（RFV）、反弹值（RSb）都有重要影响,尤其对糊化温度（RPT）影响最大,贡献率达71.5%。此外,在1A、5B和7D上都检测到控制峰值黏度的QTL;在1B、3B、5B、6D和7A上都发现控制最终黏度的QTL,其中,1B上的QTL影响最大,贡献率为21.6%。在1B、3B、4B和7A上检测到影响反弹值的QTL,但效应均较小。对稀澥值（RBd）只检测到两个QTL,分别位于SA1B和6D上,贡献率分别为5.0%和6.3%。控制面条黏着性的QTL位于1A、1B和4D染色体,其中1B染色体上的QTL与Glu-B1有关,贡献率为8.8%。影响面条弹性的2个QTL分别位于1B和5D（Ha）位点上,贡献率分别为9.4%和8.1%。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
英文缩略表  11-13
第一章文献综述  13-29
  1 贮藏蛋白含量及组分与小麦品质的关系  13-22
    1.1 面粉蛋白含量  13-14
    1.2 蛋白质组分  14-15
    1.3 主要品质参数及其与品质的关系  15-22
    1.4 1B.1R易位对小麦品质的影响  22
  2 QTL定位研究进展  22-28
    2.1 DNA标记  23-24
    2.2 QTL研究方法与理论基础  24-28
  3 目的意义  28-29
第二章普通小麦面粉色泽、PPO活性、黄色素含量及面条色泽的QTL分析  29-46
  引言  29-30
  1.材料与方法  30-35
    1.1 材料  30
    1.2 田间试验  30-31
    1.3 品质分析  31
    1.4 基因组DNA的提取和标记分析  31-34
    1.5 遗传图谱的构建  34-35
    1.6 统计分析和QTL分析  35
  2 结果与分析  35-42
    2.1 面粉及面条不同颜色性状遗传力及基本统计量  35-37
    2.2 遗传图谱  37
    2.3 QTL分析  37-42
  3 讨论  42-46
    3.1 1B.1R易位及Psy-A1基因位点的影响  42-43
    3.2 其它相关位点的影响  43
    3.3 籽粒硬度对面粉颜色的影响  43-44
    3.4 籽粒硬度对面粉PPO活性的影响  44-45
    3.5 面粉、面条颜色性状(Nb*、Fa*、Fb*、KJ和FCl)之间相关性  45-46
第三章普通小麦磨粉品质、面筋品质及面粉糊化特性的QTL分析  46-61
  1 材料与方法  47-49
    1.2 实验田间设计  48
    1.3 品质分析  48-49
    1.4 基因组DNA的提取、标记分析及连锁群构建  49
    1.5 统计分析和QTL分析方法  49
  2 结果与分析  49-57
    2.1 群体性状表现及方差分析  49-51
    2.2 QTL富集区域(簇)  51-56
    2.3 容重、千粒重、籽粒硬度、面粉蛋白含量和ZeIeny沉降值  56-57
    2.4 Mixograph参数  57
    2.5 RVA参数  57
    2.6 中国白盐面条  57
  3 讨论  57-61
    3.1 磨粉品质  57-58
    3.2 面粉蛋白含量和ZeIeny沉降值  58-59
    3.3 Mixograph参数  59-60
    3.4 RVA参数及中国白盐面条  60-61
第四章结论  61-62
参考文献  62-84
致谢  84-85
附图  85-89
作者简介  89

普通小麦重要品质性状的QTL定位

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