cd2+胁迫对小麦苗期生长性状的影响及其qtl定位

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1、山东农业大学硕士学位论文Cd2+胁迫对小麦苗期生长性状的影响及其QTL定位姓名：董肖昌申请学位级别：硕士专业：土地资源管理指导教师：冯永军20120619山东农业大学硕士学位论文中文摘要随着现代工业的迅速发展，重金属污染己成为土壤污染的一个重要方面。重金属镉(Cd)是一种分布较广泛、污染程度较严重的重金属，由于其高移动性和高毒害性尤为人们所关注，已被公认为是对人类最具威胁的重金属之一。Cd不是小麦生长发育的必需营养元素，但易被吸收，具有很强的毒性；进入小麦体内积累到～定程度，就会对小麦植株产生毒害。小麦是世界上种植面积最大、总产量最高的粮

2、食作物，也是我国的第二大粮食作物，小麦苗期牛长状况直接影响以后的生长和产量，因此，研究镉对小麦的影响，可揭示Cd对小麦幼苗生长的危害，同时对小麦高产稳产和生产低镉、甚至无镉的安全型小麦，保证我国粮食安全和人民身体健康有重要的现实意义。本研究选取花培3号和豫麦57两个品种构建的168个双单倍体(DH)群体为实验材料，首先研究分析0mg／L(对照)、40mg／L和120mg／L三种不同浓度Cd2+胁迫下对小麦苗期生长的影响；然后在以DH群体为作图群体构建的小麦分子遗传图谱上，利用完备区间作图方法(ICIM)，对不同浓度Cd2+胁迫下小麦幼苗和

3、根系的11个发育性状进行QTL定位分析。结果表明：(1)Cd2+胁迫下小麦幼苗和根系生长受到抑制，浓度越高，抑制作用就越大，DH群体株系间所有性状的方差分析F值达极显著水平，说明存在着基因型差异。每个性状受到的抑制程度各不相同，受到抑制最大的是茎叶干重与根干重，与对照相比，120mg／LCd2+胁迫下茎叶干重和根干重分别降低了94．24％和93．91％。(2)在0mg／L(对照)、40mg／L和120mg／L三种浓度Cd2+下各性状之间的相关性也存在着差异，与对照相比Cd2+胁迫下根体积与根平均直径呈现极显著正相关；株高与根平均直径、根平

4、均直径与根表面积、根尖数与茎叶鲜重没有相关性，叶龄与根系总长、根表面积、根体积、根尖数也不再具有相关性，而根系总长与茎叶鲜重、根尖数与茎叶干重之间由极显著水平变为了显著水平。三种处理条件下根表面积与根系总长相关系数都为最高，其次为根体积与根表面积，并且随着浓度的增高其相关系数也变大，在120mg／LCd2+条件下分别达到了0．948、0．944。根平均直径与浓度呈极显著正相关，相关系数为0．754，茎叶鲜重、茎叶干重、株高、叶龄、根系总长、根表面积、根体积、根尖数、根鲜重、根干重10个性状表现与浓度都呈负相关。(3)三种不同处理下，共定位

5、到与小麦苗期牛长发育性状有关的的43个QTL，分布在lA、1B、1D、2A、2B、2D、3A、3B、3D、6A、6B、6D、5D、7D共14条Cd2+胁迫对小麦苗期生K性状的影响及其QTL定位染色体上。在对照条件下，共检测到与幼苗和根系发育性状有关的22个QTL，其中与根系总长有关的qRTLIBb、与根表面积有关的qRSAlBb、与根尖数有关的qRTlBa和qRTlBb的表型贡献率均超过了20％，这些QTL在Cd2+处理下检测不到，可认为是不耐Cd2+胁迫基因，但可用于小麦大根系品种的分子标记辅助选择。Cd2+处理下检测到21个QTL，其

6、中位于3B染色体上的qRAD3B和qSDW3Ba，分别解释根平均直径的70．05％和茎叶干重的28．94％，Cd2+胁迫下检测到的QTL，可认为与耐Cd2+胁迫特有的基因紧密连锁，可用于耐Cd2+胁迫性状的分子标记辅助选择，有重要的研究价值。本研究没有检测到在对照和Cd2+处理下都出现的QTL，说明cd+胁迫抑制或诱导了某些QTL／基因的表达。关键词：Ca2+胁迫；小麦；幼苗；根系；性状；QTL定位2山东农业大学硕士学位论文TheEffectandQTLMappingoftheSeedlingandRootTraitsofWheatonS

7、eedlingStageunderCd2+StressAbstractWiththerapiddevelopmentofmodernindustry,heavymetalpollutionhasbecomeallimportantpartofsoilpollution．Theheavymetalcadmium(Cd)isakindofheavymetalwhichhasmorewidedistributionandseriouspollutiondegree．Cdinparticularhasattractedmuchattentiond

8、uetoitshighmobilityandtoxicity．Ithasbecomeoneofthemostthreateningheavymetalstohumans．Cdisnotanes