基于混合線性模型的油用向日葵農(nóng)藝性狀及產(chǎn)質(zhì)量遺傳研究

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1、分類號S565.5學(xué)校代碼10129UDC633.8學(xué)號2010302009基于混合線性模型的油用向日葵農(nóng)藝性狀及產(chǎn)質(zhì)量遺傳研究TheGeneticStudyonAgronomicTraits、YieldandQualitiesTraitsofOilSunflowerBasedonMixedlinearModel申請人：包海柱學(xué)科門類：農(nóng)學(xué)學(xué)科專業(yè)：作物栽培學(xué)與耕作學(xué)研究方向：向日葵遺傳育種指導(dǎo)教師：高聚林教授論文提交日期：二〇一三年六月摘要本研究利用無血緣關(guān)系、具有豐富遺傳背景的15個自交系，按照不完全雙列雜交（N

2、CdesignⅡ）方式，構(gòu)建出包括親本群體、F1群體和F2群體在內(nèi)的共計(jì)64個遺傳群體及交配體系，采用包括環(huán)境互作在內(nèi)的加性-顯性遺傳模型（AD遺傳模型）、加性-顯性-母體遺傳模型（ADM遺傳模型）以及二倍體種子遺傳模型，分析了油用向日葵的7個主要農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、含油率、亞油酸含量以及油酸含量的遺傳規(guī)律、基因效應(yīng)及特點(diǎn)；并利用多元條件分析方法，分析了農(nóng)藝性狀對產(chǎn)量、含油率的遺傳貢獻(xiàn)率。旨在為油用向日葵“三系”育種實(shí)踐和目標(biāo)性狀的間接、直接選擇提供依據(jù)；為自交系改良及雜種優(yōu)勢利用提供理論指導(dǎo)。本研究結(jié)果如下，1．所觀測

3、的7個農(nóng)藝性狀中，株高、莖粗、盤徑、百粒重、籽仁率和單盤粒重等6個農(nóng)藝性狀主要受加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)共同控制，但以加性遺傳效應(yīng)為主。在加性效應(yīng)中，以單盤粒重的最高，籽仁率的最低；在顯性效應(yīng)中，籽仁率的顯性效應(yīng)最強(qiáng)，結(jié)實(shí)率的最低。結(jié)實(shí)率的遺傳表現(xiàn)主要受控于加性效應(yīng)和顯性×環(huán)境互作；性狀間的遺傳相關(guān)性以加性遺傳相關(guān)為主。2．單盤粒重、株高和百粒重對產(chǎn)量的遺傳貢獻(xiàn)大，貢獻(xiàn)率在96.0%以上。產(chǎn)量效應(yīng)的表達(dá)主要以顯性效應(yīng)（雜種優(yōu)勢）為主。多數(shù)雜交種的單盤粒重對其產(chǎn)量具有高水平的貢獻(xiàn)值，單盤粒重的顯性效應(yīng)可作為雜交種產(chǎn)量的首選選

4、擇指標(biāo)；株高、百粒重可作為雜交種顯性效應(yīng)的輔助選擇性狀。對提高雜交種產(chǎn)量而言，顯性效應(yīng)比加性效應(yīng)更為重要。3．所觀測的7個農(nóng)藝性狀對籽實(shí)含油率的遺傳貢獻(xiàn)程度有所不同。在加性貢獻(xiàn)中，百粒重、盤徑、單盤粒重和結(jié)實(shí)率的加性凈遺傳效應(yīng)對籽實(shí)含油率的貢獻(xiàn)率較大，其中以百粒重的加性貢獻(xiàn)率最高為82.32%；在顯性貢獻(xiàn)中，最有利于通過雜種優(yōu)勢來提高籽實(shí)含油率的性狀為結(jié)實(shí)率。在提高籽實(shí)含油率方面，農(nóng)藝性狀對含油率的加性貢獻(xiàn)比非加性貢獻(xiàn)更為重要，農(nóng)藝性狀與單位面積產(chǎn)油量以顯性相關(guān)為主。4．油用向日葵在不同發(fā)育時(shí)期的地上干物質(zhì)累積量，主

5、要受等位基因的顯性效應(yīng)影響，出苗后40～70d和90～100d是顯性效應(yīng)基因的開啟處于相對穩(wěn)定、高水平表達(dá)時(shí)期，這兩個時(shí)間段正好處于現(xiàn)蕾-開花和灌漿-生理成熟時(shí)期。因此，該時(shí)期是加強(qiáng)田間管理及水肥運(yùn)籌調(diào)控的時(shí)期。特殊環(huán)境下，苗前期易受環(huán)境影響；地上干物質(zhì)重的雜優(yōu)表現(xiàn)以群體平均優(yōu)勢為主，也存在一定的超親優(yōu)勢；在出苗50d內(nèi)，群體平均優(yōu)勢和群體超親優(yōu)勢表達(dá)明顯，在此時(shí)段內(nèi)干物質(zhì)積累量對產(chǎn)量的顯性效應(yīng)貢獻(xiàn)率最高。5．油用向日葵籽實(shí)含油率的遺傳表現(xiàn)主要取決于顯性遺傳效應(yīng)和母體遺傳效應(yīng)。開花20～25d時(shí)段是加性效應(yīng)表達(dá)的高峰

6、期；開花20～30d時(shí)段是顯性微效多基因被激活及表達(dá)的活躍期，即雜優(yōu)表現(xiàn)突出的時(shí)期；母體效應(yīng)最活躍期為開花后的35～40d時(shí)段；在開花20d內(nèi)（開花初期和中期），基因效應(yīng)的表達(dá)易受到環(huán)境條件的影響。6．含油率、亞油酸含量、油酸含量同時(shí)受胚、細(xì)胞質(zhì)及母體植株等3套遺傳體系基因的影響。含油率和亞油酸含量主要受控于細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)和母體效應(yīng)，油酸含量的遺傳表現(xiàn)以細(xì)胞質(zhì)互作效應(yīng)為主。含油率、亞油酸含量的細(xì)胞質(zhì)遺傳率大于胚遺傳率和母體遺傳率；含油率、亞油酸含量和油酸含量之間的相關(guān)性以細(xì)胞質(zhì)相關(guān)和母體相關(guān)為主，其中含油率、亞油酸含量與

7、油酸含量呈負(fù)相關(guān)，含油率與亞油酸含量呈正相關(guān)；控制含油率和亞油酸含量的細(xì)胞質(zhì)基因及母體顯性基因存在基因連鎖或一因多效。關(guān)鍵詞：油用向日葵；農(nóng)藝性狀；產(chǎn)量；品質(zhì)性狀TheGeneticStudyonAgronomicTraits,YieldandQualitiesTraitsinOilSunflowerBasedonMixedlinearModelAbstractTheresearchused15inbredlinesofthesunflowerwhichhadnobloodrelationshipandhadrich

8、geneticbackground.Accordingtoincompletediallelcross(NCDesignII),the64populationswereconstructed,whichincludedtheparentalpopulations,F1populationsandF2populations.Thegeneticm