大麦籽粒中主要黄酮类物质及四种农艺性状的qtl定位

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1、万方数据第一章文献综述1．1大麦的概述大麦(HordeumvulgareL．)属于禾本科(gramineae)大麦属(Hordeum)的单子叶植物，是世界上最古老的栽培作物之一[11，大麦是一种典型的“五元”作物，集食用、酿造、饲料、药用和能源等多种用途。根据稃壳与籽粒是否粘连，可将大麦分为有稃大麦和裸大麦，有稃大麦俗称皮大麦。裸大麦在青藏高原地区被称为青稞，它也是该地区人民的主食，而在其它地区又被称为元麦、米麦和裸麦等。大麦因具有早熟、耐寒、耐盐和耐寒等特点，而广泛分布于世界各地，与其它谷类作物相比，大麦能在高纬度和高海拔地区，以及沙漠深处生长。2011年世界

2、种植大麦约4860．4万耐，年总产1．34亿吨，是仅次于玉米、水稻和小麦的第四大谷类作物。主要分布在俄罗斯、乌克兰、法国等国，而我国大麦的种植面积为51．2万lull2，总产量163．7万吨【2】。现在有许多研究认为大麦由于栽培环境(高海拔、低温、干旱)等的特殊性，使其营养成分丰富和全面‘3，4，51，具有“三高二低’’的特点，三高指高纤维素、高维生素和高蛋白，两低为低脂肪和低糖。还有如B．葡聚糖、黄酮、丫．氨基丁酸(GABA)、可溶性固形物和抗性淀粉等多种功能成分。现在随着人们生活条件的改善，过多的摄入高脂肪、高热量和高蛋白的食物而导致“三高”及肥胖等症状日益

3、加重，采用药物治疗经济负担过重且对身体有伤害作用等缺点，人们逐渐将目光转向“药食同源”这一经济有效的途径。研究发现大麦因其细胞壁含有较高的可溶性纤维，对降低心血管疾病有一定的作用【6】。D．葡聚糖是大麦籽粒胚乳细胞壁的主要成分，具有降血脂、提高免疫力和预防心血管疾病等作用【7’8，91，大麦中也发现了多种黄酮类物质，能降血压、保肝护肝、治疗老年痴呆和抗菌消炎等【101多种保健功效。因此寻找富含功能成分的大麦品种和综合有效地利用大麦种质资源是育种者面对的一项难题。1．2作物QTL定位作物的性状从遗传上分为二类，一类是孟德尔性状，即质量性状，是由少数单基因或寡基因控

4、制，不存在基因间的互作，基因的表现不因环境的改变而改变，即性状的表现型可直接推断基因型(显隐性、共显性)，如豌豆的红花和白花。这些性状一般比较明显，中间没有什么过渡类型。另一类是复杂性状，即数量性状，是由微效多基因控制的，基因间的效应不是简单的累加，而是存在基因的互作，而且基因在不同环境下可特异表达，即基因与环境的互作，数量性状在后代表现出连续的变异，各种1万方数据表型的频率分布接近正态分布，在动植物性状的遗传变异中，大多数性状都属于复杂性状。所以研究数量性状的遗传具有重要意义。长期以来，对数量性状的研究是基于传统的数量遗传学，把控制某一个性状的多个微效基因作为

5、一个整体研究的，而且建立的模型都是假设在许多不太实际的条件基础上的，所以只能分析其总的遗传效应，不能分析单个基因效应，更不能分析单个基因之间的互作及基因与环境的互作效应。这种情况严重制约了数量性状的发展研究。20世纪末，随着分子遗传学的迅速发展，利用多种分子标记构建高密度的遗传图谱的出现，与此同时，伴随着QTL定位方法的完善和计算机分析模型的建立，为分析控制某一数量性状的单个基因效应、基因互作以及基因与环境互作的效应提供了可能。1987年Donis．keller等【n】利用RFLP标记构建了第一张人类分子标记遗传图谱，随后1988年Paterson等(12】第一

6、次用分子标记对番茄进行了QTL定位，此后，有大量关于分子标记进行QTL定位的报道，新的标记和新的QTL定位的方法也不断被开发出来。1．2．1QTL定位的原理QTL定位的理论依据是遗传连锁，基本原理是判断标记和数量性状间的连锁，将控制数量性状的QTL定位在连锁群的对应位置，同时估算QTL的各种遗传效应。QTL定位的主要流程包括：(1)构建合适的分离群体；(2)选择合适的分子标记构建遗传连锁图谱；(3)检测分离群体中个体基因型和表型；(4)采用合适的作图方法，利用作图软件进行QTL定位并估算遗传参数(遗传效应，效应的来源和互作的类型等)。1．2．2QTL定位作图群体

7、用于构建遗传图谱的分离群体叫作图群体，合适的作图群体需选择恰当的亲本及群体类型，亲本的选择是影响遗传连锁图谱构建难易程度的重要指标，也影响所建图谱的适用范围。一般而言，亲本的差异不易过大，也不易过小，过大导致后代染色体间的配对和重组受到阻碍，使重组率降低和发生偏分离，从而降低了构建遗传图谱的适用范围和可信度；差异过小，筛选多态性标记难度大，成本高，不适宜构建高密度的图谱。亲本构建还应该考虑植物的授粉方式，异花授粉作物多态性一般比白花授粉植物高，如玉米的多态性极好，一般自交系间组合的F2群体就可成为理想的作图群体，相比而言番茄构建群体较难，可采用不同种间或亚种的亲

8、本较好，最后，亲本的选择