小麥籽粒過氧化物酶活性QTL分析及相關基因克隆和功能標記開發(fā).pdf

1、面粉顏色是決定小麥品質的重要因素，小麥籽粒中過氧化物酶(Peroxidase，POD)活性對面粉及其制品色澤存在褐變和漂白的雙重作用。因此探究POD基因的特性并開發(fā)相應的功能標記，對于改良小麥品質和分子輔助育種具有重要意義。本研究選用豆麥/石4185RIL群體結合90K的iSelect基因芯片進行POD活性的QTL分析;應用同源克隆結合PCR驗證的方法，克隆POD基因并分析其在不同品種中的等位變異，開發(fā)相應的功能標記;分析281份不同麥

2、區(qū)品種的基因型與POD活性之間的關系并驗證功能標記的有效性。主要結果如下:
　　1.對豆麥/石4185RIL群體的214個品系，在4個環(huán)境下的POD活性分析表明，基因型、環(huán)境和基因型與環(huán)境互作效應對POD活性均具有顯著影響，籽粒POD活性的廣義遺傳力為0.76。因此，可以在小麥育種早期世代根據育種目標對POD活性進行選擇。
　　2.利用豆麥/石4185 RIL群體的214個品系、7391個SNP標記和一個新開發(fā)的STS標記對

3、普通小麥POD活性進行QTL分析。共檢測到3個QTL，QPod.caas-3AL、 QPod.caas-4BS和QPod.caas-5AS，分別位于3AL、4BS和5AS上。QPod.caas-3AL位于SNP標記Excalibur_c6906_1167和STS標記POD-3A1/POD-3A2之間，QPod.caas-4BS位于SNP標記BS00026143_51和Excalibur_c17607_542之間，QPod.caas-5A

4、S位于SN標記wsnp_ Ex_c16551_25061517和CAP8_s9855_165之間。QPod.caas-3AL、 QPodcaas-4BS和QPod.caas-5AS在不同環(huán)境下能分別解釋5.3-9.2％、9.3-21.2％和5.8-11.7％的表型變異。
　　3.利用同源克隆的方法克隆了普通小麥3A、3B、7A、4A和7D染色體上POD基因的全長編碼序列，分別命名為TaPod-A1、TaPod-B1、TaPod-A

5、2、TaPod-A3和TaPod-D2，其編碼區(qū)(Coding sequence，CDS)長度分別為1107、1110、1089、1083和1077 bp。TaPod-A1和TaPod-B1基因都含有一個內含子，與水稻prx23基因一致;而TaPod-A2、TaPod-A3和TaPod-D2基因均不含內含子。
　　4.通過對不同小麥品種的TaPod-A1基因序列進行多態(tài)性分析，發(fā)現(xiàn)了TaPod-A1基因的兩個等位變異，分別命名為T

6、aPod-A1a和TaP od-A1b，并據此開發(fā)了一對顯性互補的功能標記POD-3A1和POD-3A2。POD-3A1在TaPod-A1a的材料中能擴增出291bp的片段，與低POD活性相關，而在TaPod-A1b型的材料中沒有擴增片段。POD-3A2則只能在TaPod-A1b型的材料中擴增出766bp的片段，與高POD活性相關，在TaPod-A1a型的材料中沒有擴增片段。利用一套中國春缺體-四體系、3AL和3AS雙端體系將POD-3

7、A1和POD-3A2定位在小麥3AL染色體上，與SNP標記連鎖分析結果一致。用此功能標記POD-3A1和POD-3A2檢測281份來自3個麥區(qū)的小麥材料，不同麥區(qū)不同基因型的POD活性差異達到5％顯著水平。此外，還利用豆麥/石4185RIL群體的214個品系對標記進行了驗證，4個環(huán)境下不同基因型的POD活性差異達到1％顯著水平;QTL分析結果表明QPod.caas-3AL即是TaPod-A1。因此，顯性互補的標記POD-3A1和POD-