Cd2+脅迫對小麥苗期生長性狀的影響及其QTL定位.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，重金屬污染已成為土壤污染的一個重要方面。重金屬鎘(Cd)是一種分布較廣泛、污染程度較嚴(yán)重的重金屬，由于其高移動性和高毒害性尤為人們所關(guān)注，已被公認(rèn)為是對人類最具威脅的重金屬之一。Cd不是小麥生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素，但易被吸收，具有很強(qiáng)的毒性；進(jìn)入小麥體內(nèi)積累到一定程度，就會對小麥植株產(chǎn)生毒害。小麥?zhǔn)鞘澜缟戏N植面積最大、總產(chǎn)量最高的糧食作物，也是我國的第二大糧食作物，小麥苗期生長狀況直接影響以后的生長和產(chǎn)量，因此，

2、研究鎘對小麥的影響，可揭示Cd對小麥幼苗生長的危害，同時(shí)對小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)和生產(chǎn)低鎘、甚至無鎘的安全型小麥，保證我國糧食安全和人民身體健康有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本研究選取花培3號和豫麥57兩個品種構(gòu)建的168個雙單倍體(DH)群體為實(shí)驗(yàn)材料，首先研究分析0mg/L(對照)、40mg/L和120mg/L三種不同濃度Cd2+脅迫下對小麥苗期生長的影響；然后在以DH群體為作圖群體構(gòu)建的小麥分子遺傳圖譜上，利用完備區(qū)間作圖方法(ICIM

3、)，對不同濃度Cd2+脅迫下小麥幼苗和根系的11個發(fā)育性狀進(jìn)行QTL定位分析。結(jié)果表明：
　　 (1)Cd2+脅迫下小麥幼苗和根系生長受到抑制，濃度越高，抑制作用就越大，DH群體株系間所有性狀的方差分析F值達(dá)極顯著水平，說明存在著基因型差異。每個性狀受到的抑制程度各不相同，受到抑制最大的是莖葉干重與根干重，與對照相比，120mg/LCd2+脅迫下莖葉干重和根干重分別降低了94.24％和93.91%。
　　 (2)在0mg

4、/L(對照)、40mg/L和120mg/L三種濃度Cd2+下各性狀之間的相關(guān)性也存在著差異，與對照相比Cd2+脅迫下根體積與根平均直徑呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)；株高與根平均直徑、根平均直徑與根表面積、根尖數(shù)與莖葉鮮重沒有相關(guān)性，葉齡與根系總長、根表面積、根體積、根尖數(shù)也不再具有相關(guān)性，而根系總長與莖葉鮮重、根尖數(shù)與莖葉干重之間由極顯著水平變?yōu)榱孙@著水平。三種處理?xiàng)l件下根表面積與根系總長相關(guān)系數(shù)都為最高，其次為根體積與根表面積，并且隨著濃度的增高

5、其相關(guān)系數(shù)也變大，在120mg/LCd2+條件下分別達(dá)到了0.948、0.944。根平均直徑與濃度呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.754，莖葉鮮重、莖葉干重、株高、葉齡、根系總長、根表面積、根體積、根尖數(shù)、根鮮重、根千重10個性狀表現(xiàn)與濃度都呈負(fù)相關(guān)。
　　 (3)三種不同處理下，共定位到與小麥苗期生長發(fā)育性狀有關(guān)的的43個QTL，分布在1A、1B、1D、2A、2B、2D、3A、3B、3D、6A、6B、6D、SD、7D共14條染色

6、體上。在對照條件下，共檢測到與幼苗和根系發(fā)育性狀有關(guān)的22個QTL，其中與根系總長有關(guān)的qRTL1Bb、與根表面積有關(guān)的qRSA1Bb、與根尖數(shù)有關(guān)的qRT1Ba和qRT1Bb的表型貢獻(xiàn)率均超過了20%，這些QTL在Cd2+處理下檢測不到，可認(rèn)為是不耐Cd2+脅迫基因，但可用于小麥大根系品種的分子標(biāo)記輔助選擇。Cd2+處理下檢測到21個QTL，其中位于3B染色體上的qRAD3B和qSDW3Ba，分別解釋根平均直徑的70.05%和莖葉干重