冬小麦抗旱种质资源遗传多样性研究

论文摘要

小麦是世界第一大粮食作物,而干旱是小麦稳产、增产的主要限制因素之一。培育小麦抗旱节水新品种是应对干旱胁迫最为经济而有效的途径,抗旱种质资源是抗旱节水育种的物质基础。由于长期的定向遗传改良,使育成品种的遗传相似性提高,遗传差异变小,遗传基础越来越狭窄,限制了品种的进一步改良。因此,研究抗旱种质资源的遗传多样性对于发掘和合理利用小麦抗旱种质,充分发挥小麦抗旱种质资源在抗旱丰产品种改良中的作用具有重要的意义。本研究对42份冬小麦抗旱种质资源在表型性状和分子水平上的遗传差异及其遗传多样性进行了研究,旨在为冬小麦抗旱节水育种的种质资源利用和亲本选配提供理论依据。取得的主要结果是:1、在农艺性状和抗旱生理指标水平上,供试冬小麦抗旱种质资源间存在明显的分化和变异。应用Shannon-weaver多样性指数和聚类分析对42份冬小麦抗旱种质资源的遗传变异和多样性研究表明,灌浆前期和后期冠层温度、小穗数和产量的多样性指数大,变异类型丰富;灌浆前期冠层温度、水分利用效率、小穗数、穗粒数和产量的变异系数较大,变异程度大,变异明显。聚类分析结果表明:国外材料间欧氏遗传距离（ 4.46）大于国内材料间欧氏遗传距离（3.66 ）。因此,积极引进并充分利用国外抗旱种质资源,可拓宽冬小麦抗旱节水育种的遗传基础和提高育种效率。2、采用RAPD方法,对42份冬小麦种质资源进行了标记和聚类。从120条RAPD随机引物中筛选出了39条多态性程度高的随机扩增引物,结果表明,RAPD标记方法应用于小麦抗旱种质资源遗传多样性研究是较为准确可行的;39条引物共扩增出378条带,其中多态性带165条,多态性百分率达43.65%。尽管聚类结果与形态学水平上的聚类结果不尽相同,但材料间遗传变异和遗传多样性变化的总体趋势是一致的,即国外材料间遗传距离（0.32）大于国内材料间遗传距离（0.27 ）。国外冬小麦抗旱种质资源的引进在DNA分子水平上丰富了冬小麦抗旱种质资源的遗传基础,提高了种质资源的遗传多样性。3、在农艺性状、抗旱生理指标水平和DNA分子水平两个层次上对供试冬小麦抗旱种质资源遗传多样性的分析对比,可以探询两种结果的矛盾和统一。农艺性状、抗旱生理指标既受遗传基因控制,又受外部环境条件的影响,是遗传物质与环境条件互作、基因型高度适应环境的结果,虽然农艺性状、抗旱生理指标水平上的聚类结果与RAPD标记的聚类结果并不完全相同,但材料间遗传变异的趋势是相同的,农艺性状、抗旱生理指标的变异尽管不能完全反映真实的遗传变异,但在一定程度上体现了分子水平上的遗传变异动态。4、引物S32、S156、S1134和S1126的扩增谱带中,基因型R2都具有自己的特异谱带,另外9840-0-3-3-1-3、0052-17-2和R40也出现了特异性扩增条带,这些特异性扩增条带体现了这些品种（基因型）在分子水平上的特异性。这些特征谱带有待于进一步的研究,经鉴定确认后,可作为与这些基因型的特异性状紧密连锁的分子标记,为实现抗旱小麦分子标记辅助育种打下基础。

论文目录

• 摘要
• Summary
• Ⅰ 引 言
• Ⅱ 文献综述
• 2.1 研究意义
• 2.2 小麦抗旱性研究概况
• 2.2.1 抗旱性的概念
• 2.2.2 抗旱的机理
• 2.2.3 小麦抗旱性研究进展
• 2.2.3.1 小麦抗旱的形态结构研究
• 2.2.3.2 小麦抗旱的生理、生化机制研究
• 2.2.3.3 抗旱的分子生物学研究
• 2.2.4 作物抗旱鉴定指标
• 2.2.4.1 作物抗旱形态指标
• 2.2.4.2 作物抗旱生理生化指标
• 2.2.5 冠层温度及其应用研究
• 2.2.6 水分利用效率与抗旱育种
• 2.3 小麦遗传多样性研究
• 2.3.1 遗传多样性的概念及研究意义
• 2.3.2 遗传多样性的研究方法
• 2.3.2.1 形态学标记
• 2.3.2.2 细胞学标记
• 2.3.2.3 生化标记
• 2.3.2.4 分子标记
• 2.3.3 小麦遗传多样性研究
• 2.3.3.1 形态学或表型性状水平上的小麦遗传多样性
• 2.3.3.2 RAPD 标记技术在小麦遗传多样性研究中的应用
• Ⅲ 试验部分
• 3.1 数量性状和抗旱生理指标水平上的冬小麦抗旱种质资源的遗传多样性分析
• 3.1.1 材料与方法
• 3.1.1.1 材料
• 3.1.1.2 数据采集和方法
• 3.1.1.3 分析方法
• 3.1.2 结果与分析
• 3.1.2.1 冬小麦抗旱种质资源数量性状的多样性指数的评价
• 3.1.2.2 冬小麦抗旱种质资源抗旱生理指标多样性指数的评价
• 3.1.2.3 冬小麦抗旱种质资源的聚类分析
• 3.1.3 讨论
• 3.1.3.1 地理远缘和数量性状、抗旱生理特性差异与抗旱节水育种亲本选配
• 3.1.3.2 抗旱生理特性与抗旱节水育种
• 3.2 冬小麦抗旱种质资源遗传多样性的RAPD 分析
• 3.2.1 材料与方法
• 3.2.1.1 材料
• 3.2.1.2 方法
• 3.2.2 结果与分析
• 3.2.2.1 DNA 扩增结果
• 3.2.2.2 供试材料的聚类分析
• 3.2.2.3 不同来源冬小麦抗旱种质资源遗传差异及多样性比较
• 3.2.3 讨论
• 3.2.3.1 RAPD 应用于小麦种质资源遗传多样性研究上的可行性
• 3.2.3.2 供试种质资源的遗传差异
• 3.3 两种不同研究水平冬小麦抗旱种质资源遗传多样性比较
• 3.4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介