高粱抗蚜性分子数量遗传研究

【摘要】高粱是全球第五大禾谷类作物，其产量仅次于玉米、小麦、水稻和大麦，具有C4植物的高光效特征，遗传多样性丰富。高粱除了作为粮食作物，还是重要的饲料作物和酿造业原料，具有广泛的用途。此外，高粱对环境具有广泛的适应性，抗旱性强、产量高。高粱蚜是我国危害高粱的主要害虫之一。高粱蚜每隔3~4年暴发一次，期间会导致高粱的大量减产，造成巨大的经济损失。虽然药剂防治效果良好，但若施药不当就会造成人畜伤亡，同时也增加了生产成本。因此，明确高粱抗蚜性状遗传规律，做到相关抗蚜基因的精确定位，从而培育出高粱抗蚜品种，才是防治高粱蚜最经济、有效的方法。本试验选用高粱抗蚜品种TAM428B和感蚜品种Tx622B进行杂交，获得F1、F2代。利用自然感蚜和人工接蚜的方法，对双亲、F1及F2代进行侵染，考察并记录每一单株的蚜量，进而从数量遗传学和分子标记的不同角度对抗蚜性状进行研究，其中分子标记手段在国内已有前人研究，但数量遗传学手段至今未见报道，故这是本试验的创新之处。具体结果如下：数量遗传学方面：通过SPSS软件分析，得到高粱抗蚜性状符合偏正态分布，为数量性状的结论。然后利用“F2单世代分离分析法”和“4世代联合分离分析法”分别对蚜量数据进行遗传分析。其中前者认为高粱抗蚜性状受两对加性-显性-上位性主基因控制(B-1模型)，主基因遗传率是66.98%；而后者认为高粱抗蚜性状是受两对加性-显性-上位性主基因+加性-显性多基因控制(E-1模型)，主基因遗传率是90.84%，多基因的遗传率是4.77%。但通过比较发现，前者的结果不及后者结果稳定。所以最终采用4世代联合分离分析法得出的结论，即高粱抗蚜性状是受两对主基因控制多基因修饰的数量性状；分子标记方面：首先从250对引物中筛选出63对引物，对双亲表现出多态性。然后利用“抗组”和“感组”对这63对引物进行二次筛选，得到5对差异显著的多态性引物，并用220个F2代单株进行验证，确定了位于B连锁群上的标记Xcup29与抗蚜性QTL连锁，并对其周围±10cM范围内标记进行筛选，最终获得一张由4个标记组成的，总长度为13.4cM的高粱抗蚜遗传图谱，其中该QTL位于标记Xcup29与Sam61581之间，解释的变异百分比为24.7%，说明是主效数量性状座位之一。但另一个主效QTL由于标记密度过小，加之环境因素的影响，导致了未被找到，这也是今后试验中需要注意和改进的地方。
【作者】王成；
【导师】孙守钧；高建明；
【作者基本信息】天津农学院，作物遗传育种，2014，硕士
【关键词】高粱；高粱蚜；抗蚜性状；遗传分析；QTL定位；

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