小麦籽粒蛋白质和淀粉性状数量遗传规律的研究

论文摘要

本文选用10个籽粒品质性状差异较大的春小麦品种进行5×5不完全双列杂交,对亲本及其F1后代的品质性状进行了遗传力、遗传相关分析,利用DPS软件对亲本及F1后代组合进行了配合力分析,并对后代的杂种优势进行了预测；采用加性—显性遗传模型对小麦蛋白质和淀粉性状进行了遗传效应估算。同时对与小麦品质性状密切相关的Waxy蛋白亚基和HMW-GS的发育规律和遗传特性进行了研究。主要研究结果如下：1.不同小麦品种蛋白质性状的遗传力差异很大。干面筋含量和蛋白质含量的狭义遗传力较高,在低世代选择的把握性相对较大,而湿面筋含量的狭义遗传力相对较低。小麦籽粒淀粉品质性状的遗传力性状间差异也非常显著,各性状广义遗传力间差异达到了极显著水平,但与蛋白质性状相比,淀粉性状的广义遗传力和狭义遗传力较低。尤其是支链淀粉含量、直链淀粉含量和糊化温度的狭义遗传力相对较小（分别为0.00%,10.59%,6.07%）。2.小麦蛋白质性状与淀粉性状的遗传相关分析表明：干面筋含量、湿面筋含量、支链淀粉含量和峰值时间呈极显著正相关。湿面筋含量与直链淀粉含量、峰值时间、低谷黏度表现极显著或显著负相关。蛋白质含量与直链淀粉、支链淀粉含量、糊化温度、反弹值、崩解值的遗传相关呈极显著负相关。3.蛋白质性状上母本一般配合力效应的大致顺序是：新春9>武春3号>中8131>蒙优1号>晋麦14；父本一般配合力效应大致顺序是：永3119>永良15>辽春10号>宁作19>新春6号。在淀粉性状各亲本效应值上,母本一般配合力效应的大致顺序是：武春3号>蒙优1号>晋麦14>中8131>新春9,父本一般配合力效应大致顺序是：永3119>宁作19>辽春10号>永良15>新春6号。武春3号×辽春10号、新春9×新春6号、武春3号×永3119、晋麦14x永良15这4个组合在蛋白质性状上的特殊配合力效应值较高；新春9×永3119、蒙优1号×永3119、永良15x永3119、蒙优1号×宁作19这4个组合在小麦淀粉性状上的特殊配合力效应值较高。4.对小麦各组合蛋白质性状和淀粉性状的超亲优势（Hbp）和平均优势（Hmp）分析发现,组合间蛋白质性状和淀粉性状的超亲优势和平均优势差异较大。其中新春9号×宁作19、新春9号×永良15、武春3号×永3119组合分别在湿面筋含量、干面筋含量和Zeleny沉降值上的正向超亲优势和平均优势较高,新春9×宁作19组合在湿面筋含量和蛋白质含量的超亲优势和平均优势预测值最高,是改良蛋白质性状的较好组合。而中8131x新春6号、中8131×永良15的直链淀粉含量、支链淀粉含量的超亲优势和平均优势较高,是改良淀粉组分的较好组合。5.小麦品质性状的遗传效应分析表明：所测定品质性状均符合加性-显性遗传模型,且多数性状表现部分显性。干面筋含量、峰值黏度、低谷黏度、反弹值的遗传以基因加性效应为主；籽粒蛋白质含量的遗传同时受基因加性效应和显性效应的影响；湿面筋含量、Zeleny沉降值、籽粒硬度、直链淀粉含量、支链淀粉含量、崩解值、峰值时间、糊化温度的遗传以基因非加性效应为主。6.Waxy蛋白亚基和HMW-GS亚基形成具有时间性,且品种间存在差异。除新春8号Waxy蛋白各亚基的表达从花后20天（20DPA）开始外,其他三个品种的Waxy蛋白各亚基的表达均从花后15天开始。HMW-GS亚基的表达要早于Waxy蛋白亚基的表达,Glu-1位点上编码的高分子量X-型亚基花后10天就开始表达。HMW-GS在杂种F1表现出共显性和倾母遗传行为,而Waxy蛋白亚基在F1后代中较稳定遗传。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 小麦淀粉性状与品质的关系及其遗传特性研究
• 1.1.1 小麦直链淀粉与品质关系
• 1.1.2 小麦糊化特性与品质关系
• 1.1.3 淀粉特性的遗传力和配合力分析
• 1.2 小麦蛋白质性状及其数量遗传研究
• 1.3 高分子量麦谷蛋白亚基和WAXY蛋白与小麦品质的关系及其遗传特性
• 1.3.1 HMW-GS与小麦品质的关系及其遗传特性
• 1.3.2 Waxy蛋白与小麦品质的关系及其遗传特性
• 1.4 本研究的目的和意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法与设计
• 2.2.1 小麦品质性状的测定
• 2.2.2 HMW—GS的检测
• 2.2.3 Waxy蛋白亚基分子标记鉴定
• 2.3 数据处理和分析
• 2.3.1 配合力分析
• 2.3.2 遗传力分析
• 2.3.3 杂种优势分析
• 2.3.4 遗传相关分析
• 2.3.5 品质性状的基因效应分析
• 第三章 结果与分析
• 3.1 小麦籽粒品质性状的配合力分析
• 3.1.1 小麦亲本品质性状分析
• 3.1.2 亲本配合力方差分析
• 3.1.3 一般配合力（GCA）分析
• 3.1.4 特殊配合力（SCA）分析
• 3.2 小麦品质性状的遗传力分析
• 3.3 小麦品质性状的基因效应分析
• 3.3.1 小麦籽粒品质性状的模型检测
• 3.3.2 小麦蛋白质性状的基因效应分析
• 3.3.3 小麦淀粉性状的基因效应分析
• 3.4 小麦品质性状的杂种优势分析
• 3.5 小麦蛋白质性状与淀粉性状的遗传相关分析
• 3.6 HMW—GS和WAXY蛋白亚基发育动态和遗传行为的研究
• 3.6.1 HMW—GS和Waxy蛋白亚基动态累积规律的研究
• 3.6.2 HMW—GS和Waxy蛋白亚基遗传规律的研究
• 第四章 结论与讨论
• 4.1 小麦籽粒品质性状的配合力和遗传力分析
• 4.2 小麦籽粒品质性状的杂种优势预测
• 4.3 小麦籽粒品质性状的基因效应分析
• 4.4 小麦籽粒品质性状的遗传相关分析
• 4.5 小麦WAXY蛋白和HMW—GS亚基动态累积和遗传规律的研究
• 第五章 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 在校期间发表研究论文
• 石河子大学硕士研究生学位论文导师批阅表