【摘 要】
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谷子(Setaria italica),又称粟,禾本科一年生草本作物,是北方种植面积较大的谷类作物之一,营养丰富,食用价值高,具有抗旱、抗贫瘠的特点。株高、茎粗和穗部性状是谷子长势强弱与株型的重要指标,旗叶以及SPAD值同样对籽粒产量具有重要作用,本试验以“JG21×GBS”杂交F7代为试验材料,在太谷、大同两地进行田间种植和性状调查。采用正态分布检验、相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法对“J
【基金项目】
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山西省基础研究面上项目,谷子叶酸富集性状优异等位基因发掘及分子标记开发(20210302123397 ); 国家重点研发计划子课题,杂粮作物品质性状形成分子机理及调控途径(2018YFD1000705-2); 山西省科技重大专项计划“揭榜挂帅”项目(202101140601027);
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谷子(Setaria italica),又称粟,禾本科一年生草本作物,是北方种植面积较大的谷类作物之一,营养丰富,食用价值高,具有抗旱、抗贫瘠的特点。株高、茎粗和穗部性状是谷子长势强弱与株型的重要指标,旗叶以及SPAD值同样对籽粒产量具有重要作用,本试验以“JG21×GBS”杂交F7代为试验材料,在太谷、大同两地进行田间种植和性状调查。采用正态分布检验、相关性分析、主成分分析和聚类分析等方法对“JG21×GBS”杂交群体的株高、旗叶长、旗叶宽、穗长、穗粗、穗重、茎粗、SPAD共8个农艺性状进行调查。对株高、旗叶长、旗叶宽、穗长、穗粗、穗重、茎粗进行QTL定位分析,以期找到与农艺性状关联的相关候选基因。主要结果如下:1.太谷地区谷子RIL群体8个农艺性状进行正态分布分析,发现株高、茎粗、旗叶长、旗叶宽、穗重共有5个农艺性状符合正态分布。SPAD、穗长、穗粗不符合正态分布。对谷子RIL群体的8个农艺性状进行相关性分析,株高与旗叶长呈极显著(P<0.01)正相关,旗叶长与穗长、穗重、穗粗,旗叶宽与穗长、穗重呈极显著(P<0.01)正相关,穗长与穗重、穗粗,穗重与穗粗呈极显著(P<0.01)正相关。主成分分析表明,前5个主成分累积贡献率达88.09%。通过隶属函数求得综合评价值后进行层次聚类,结果发现谷子RIL群体可分为六大类,其中第一类群总体性状表现均优于其他类群,共有12份,D值范围为0.62~0.77。2.大同地区谷子RIL群体8个农艺性状进行正态分布分析,发现旗叶宽、茎粗、穗长、穗粗、SPAD共有5个农艺性状符合正态分布。相关性分析表明株高与旗叶长、穗粗与穗重呈极显著相关(P<0.01)。主成分分析表明,前6个主成分累积贡献率达到88.09%。其中第一类群共有23份,D值为0.61~0.74。3.对农艺性状进行QTL定位,共定位到24个QTL位点,其中穗粗与穗重性状存在一个共定位区段,该区段位于Chr9上,对该区段进行候选基因挖掘,挖掘到了65个基因并进行注释。通过比对前人研究结果筛选出Si9g17710、Si9g18050、Si9g17750、Si9g16700、Si9g16800、Si9g17380六个候选基因,这六个候选基因基因中Si9g18050为SOX-4转录因子,Si9g17750和Si9g16700均为MYB转录因子,Si9g17710编码了参与脂质代谢过程的GDSL样酰基水解酶超家族蛋白,主要与控制水解酶活性相关,Si9g16800编码了myosin-2重链样蛋白,主要调控胚发育和花瓣分化等作用。Si9g17380编码了Os03g39020驱动蛋白相关蛋白,主要调控微管蛋白复合物参与微管运动影响物质的运输,暗示这些基因可能参与控制谷子穗重和穗粗性状。
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