小麦多子房性状的遗传研究及AFLP分子标记

论文题目: 小麦多子房性状的遗传研究及AFLP分子标记

论文类型: 博士论文

论文专业: 作物遗传育种

作者: 马守才

导师: 张改生

关键词: 小麦,多子房性状,细胞质效应,近等基因系

文献来源: 西北农林科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 杂种优势是生物界的普遍现象。小麦与其它作物一样,适宜的杂交组合亦具有明显的杂种优势。关于小麦杂种优势的研究,最近几年已经取得了长足的发展,但要更大范围将杂种小麦推向大面积生产,仍有诸多科学技术问题需要攻克,如:加强优势组合的更新与选育,尤其是高效制种技术体系的研究与建立。由于小麦是白花授粉作物,播量大,繁殖系数相对较低。因此,如何经济有效地生产大量的杂种种子,是杂种小麦最终进入大面积生产的关键问题。多子房性状是我国新发现的小麦特异性状,具有明显的穗粒数优势,可以明显提高小麦的繁殖系数。鉴于此,本文就小麦多子房性状,采用了传统的遗传分析、数量遗传分析、AFLP分子标记与筛选、多子房近等基因系选育等进行了比较系统的研究,同时探索与研究了利用小麦多子房性状来提高杂种小麦繁制种效益的新途径,获得如下主要结果: 1.通过对多子房小麦分别与4个普通小麦正反杂交的F1,F1自交并与单子房普通小麦回交得到F2和BC1群体分析,发现F1全为多子房植株,F2分离,多子房植株与单子房植株比例为3:1;BC1分离,多子房植株与单子房植株比例为1:1。表明供试小麦的多子房性状是受制于1对显性核基因控制的遗传。 2.对多子房小麦和4种普通小麦变种、10种山羊草属可育异质小麦间正反杂交F1、F2代的细胞质效应分析,结果表明:供试的14种细胞质中,8种细胞质对多子房性状具有明显的细胞质效应,使F1杂合显性多子房基因表达受阻,而F2纯合显性多子房基因能够表达。以此为依据,提出通过回交转育方法将小麦雄性不育和多子房性状二者巧妙结合来提高小麦不育系的繁殖系数,以及通过该方法解决化杀和三系途径在杂交制种面临繁殖系数低的问题（专利名称与受理号分别为:一种提高化杀杂交小麦繁制种效益的方法,200510096062.8;一种提高三系杂交小麦繁制种效益的方法,200510096301.X）,促使杂种小麦的制种效益可明显得到提高。 3.对3个多子房小麦和8个普通小麦的配合力和杂种优势研究表明:①株高的遗传符合加性——显性模型;穗粒数和产量的遗传以各类互作效应为主:千粒重以加性和非加性效应为主。②配合力方差分析表明,株高、干粒重、穗粒数的GCA和SCA差异显著:单株产量GCA不显著。③多子房小麦间在株高、千粒重性状上GCA效应差异显著,以多Ⅱ和多Ⅲ较好:穗粒数性状多Ⅱ和多ⅢGCA均与多Ⅰ有显著差异,且属正向:单株产量GCA均末达显著水平。④GCA和SCA均与杂种优势有关,强优势组合选配中,要注意在双亲或亲本之一具有较高GCA基础上选择SCA高的组合。⑤四个性状依超标优势大小比较,优势顺序为:株高>穗粒数>单株产量>千粒重。3个多

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 文献综述

1.1 杂种小麦研究进展与问题

1.1.1 杂种小麦研究的历史

1.1.2 杂种小麦研究的现状

1.1.2.1 细胞质雄性不育体系

1.1.2.2 化学杂交剂利用体系研究

1.1.2.3 光温敏雄性不育体系利用研究

1.1.3 杂种小麦研究存在的问题

1.2 小麦多子房性状的研究进展

1.2.1 多子房小麦的花、胚及胚乳的发生与发育

1.2.1.1 花的发生

1.2.1.2 多子房小麦主、副雌蕊的发育

1.2.1.3 多子房小麦胚和胚乳的发育

1.2.1.4 多子房小麦的异常发育

1.2.2 多子房小麦的生化研究

1.2.3 多子房小麦的基因定位及遗传分析

1.2.4 多子房小麦的应用

1.3 AFLP分子标记在作物遗传育种研究中的应用

1.3.1 分子标记

1.3.1.1 RFLP

1.3.1.2 RAPD

1.3.1.3 SSR

1.3.1.4 AFLP

1.3.1.5 SNP

1.3.2 AFLP标记的原理

1.3.3 AFLP标记的特点

1.3.4 分子标记的建立

1.3.4.1 近等基因系法

1.3.4.2 混合群体分组分离法(BSA)

1.3.5 AFLP分子标记在小麦遗传育种中的应用

1.3.5.1 分子遗传图谱构建

1.3.5.2 目的基因的分子定位与克隆

1.3.5.3 基因表达

1.3.5.4 分子标记辅助选择

1.3.5.5 亲缘关系和遗传多样性的研究

1.3.5.6 用于小麦指纹图谱构建

1.4 本研究立题的目的意义

1.4.1 本研究立题的目的和意义

1.4.2 本研究的整体方案

第二章 小麦多子房性状的遗传分析

2.1 材料和方法

2.1.1 供试材料

2.1.2 方法

2.2 结果与分析

2.2.1 F_1代的多子房性状遗传表现

2.2.2 F_2、BC_1代多子房性状的分离比例及以后世代的遗传表现

2.2.3 多子房小麦杂交后代高代农艺性状的筛选及表现

2.3 结论

第三章 小麦多子房性状细胞质效应的研究

3.1 材料和方法

3.1.1 供试材料

3.1.2 方法

3.2 结果与分析

3.2.1 小麦多子房性状的普通系小麦细胞质效应

3.2.2 小麦多子房性状的山羊草属异细胞质效应

3.3 讨论

3.3.1 细胞质与多子房性状的表达

3.3.2 多子房性状表达与小麦的杂种优势利用

3.3.3 物种细胞质的特异基因(SSC基因)存在的可能性

第四章 多子房小麦的配合力和杂种优势分析

4.1 材料和方法

4.1.1 材料

4.1.2 方法

4.2 结果与分析

4.2.1 遗传模型测验

4.2.2 配合力分析

4.2.2.1 一般配合力效应和特殊配合力方差

4.2.2.2 特殊配合力效应

4.2.2.3 遗传参数分析

4.2.3 杂种优势分析

4.2.3.1 产量优势

4.2.3.2 产量因素对产量优势的影响

4.2.3.3 株高优势

4.3 讨论

4.3.1 多子房小麦配合力和杂种优势的关系

4.3.2 多子房性状在杂交小麦上应用的问题

第五章 显性多子房性状在杂种小麦的应用

5.1 杂种小麦研究的现状与问题

5.2 显性多子房性状应用于杂种小麦的思路

5.3 显性多子房性状应用于杂种小麦的方法

5.3.1 在 CHA途径的应用

5.3.2 在 CMS途径的应用

5.4 显性多子房性状在杂种小麦上应用的特点

第六章 小麦多子房性状 AFLP分子标记的筛选

6.1 材料和方法

6.1.1 材料

6.1.2 主要仪器

6.1.3 方法

6.1.3.1 DNA的提取(CTAB法)

6.1.3.2 0.7-1%琼脂糖测定 DNA的浓度

6.1.3.3 用组群分离分析法构建多子房与单子房的DNA池

6.1.3.4 AFLP操作流程

6.1.3.5 连锁分析

6.2 结果与分析

6.2.1 小麦基因组 DNA的提取与混合池构建

6.2.2 小麦多子房基因的F_2代群体遗传性鉴定

6.2.3 与小麦多子房基因连锁的AFLP分子标记

6.2.3.1 引物筛选

6.2.3.2 在多II×西农1376杂交的F_2代群体中筛选特异性引物

6.2.3.3 标记与多子房基因的连锁关系分析

6.3 讨论

6.3.1 多子房性状的分子标记与标记辅助选择

6.3.2 AFLP技术的优越性

6.3.3 AFLP技术操作的体会

第七章 小麦多子房性状近等基因系的选育及生化检测

7.1 材料和方法

7.1.1 材料

7.1.2 方法

7.1.2.1 多次回交选育法

7.1.2.2 种子醇溶蛋白质的APAGE检测

7.1.2.3 叶片过氧化物酶和酯酶的PAGE检测

7.1.2.4 数据统计

7.2 结果与分析

7.2.1 小麦77(2)多子房近等基因系的初步获得

7.2.2 小麦77(2)多子房近等基因系种子醇溶蛋白的APAGE比较

7.2.2.1 醇溶蛋白标记在近等基因系的多态性

7.2.2.2 醇溶蛋白标记在近等基因系的遗传相似性

7.2.2.3 聚类分析

7.2.3 77(2)小麦多子房近等基因系叶片过氧化物酶和酯酶的PAGE比较

7.2.3.1 77(2)小麦多子房近等基因系叶片过氧化物酶比较

7.2.3.2 77(2)小麦多子房近等基因系叶片酯酶的PAGE比较

7.3 讨论

7.3.1 选育的多子房近等基因系在醇溶蛋白编码基因位点差异性

7.3.2 同工酶检测近等基因系的有效性

第八章 结论

8.1 本研究的结论

8.2 创新点

8.3 进一步研究设想

参考文献

致谢

附图

个人简介

发布时间: 2007-04-06

参考文献

• [1].化学杂交剂SQ-1诱导小麦生理型雄性不育的作用方式及其分子机理研究[D]. 朱启迪.西北农林科技大学2015
• [2].小麦T型细胞质雄性不育相关蛋白的表达及育性恢复基因Rf3的分子标记的研究[D]. 王继华.东北农业大学2004
• [3].小麦T型CMS恢复基因的遗传分析及育性相关基因的克隆与功能研究[D]. 赵宝存.河北师范大学2005
• [4].重庆温光敏核雄不育小麦育性转换规律及不育机理研究[D]. 张建奎.西南大学2006
• [5].小麦新型光温敏不育系337S的遗传特性及不育基因的定位研究[D]. 郭瑞星.华中农业大学2005
• [6].小麦SKP1同源基因TSK1的克隆和功能分析[D]. 李驰峻.中国科学院研究生院（植物研究所）2006
• [7].莫迦小麦的T型恢复基因的染色体定位及其与K型主效不育基因的连锁关系研究[D]. 董普辉.西北农林科技大学2005
• [8].小麦K型细胞质雄性不育系育性恢复机理的研究[D]. 詹克慧.河南农业大学2006
• [9].应用化学杂交剂培育杂种小麦的研究[D]. 刘宏伟.中国农业科学院2005
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