摘要
大麦是饲料行业、酿造工业和现代保健食品的重要原料，而倒伏是影响大麦生产发展的主要因素之一，其不仅影响大麦籽粒和茎秆的产量和质量，还会增加收割难度。因此，解析大麦茎秆抗倒伏相关性状的遗传机理，可为大麦抗倒伏育种提供理论支持。本研究以64份大麦种质资源和122个株系的大麦DH群体为材料，对其茎秆细胞壁成分和抗倒伏相关性状进行检测，同时利用已构建的高密度遗传连锁图谱，对13个大麦抗倒伏相关性状进行连续2年的表型评估、QTL定位和候选基因预测等研究，主要结果如下: 1.对64份大麦种质资源和30份DH株系的茎秆细胞壁成分（纤维素、酸溶木质素、酸不溶木质素、总木质素）的含量，抗倒伏相关性状（主茎断裂长度、主茎鲜重、倒三节间折断力、倒伏指数）进行了表型统计及相关性分析，细胞壁成分中，纤维素含量变异系数最低（5.92％）,酸溶木质素变异系数最高（13.94％）。抗倒伏相关性状中，主茎断裂长度变异系数最低（15.76％）,倒三节间折断力变异系数最高（38.23％）。倒伏指数与主茎断裂长度和纤维素含量呈显著正相关,相关性系数分别为0.61和0.41。倒伏指数与茎秆倒三节间折断力呈显著负相关,相关系数为-0.75。纤维素含量是大麦抗倒伏性产生的主要内在影响因素，而茎秆倒三节间折断力和茎秆断裂长度成为影响大麦抗倒伏的主要表型性状。 2.连续2年对DH群体13个抗倒伏相关性状（倒一节直径、倒二节直径、倒三节直径、倒一节间长度、倒二节间长度、倒三节间长度、倒一节间直径、倒二节间直径、倒三节间直径、倒三节间的折断力、主茎鲜重、主茎断裂长度和倒伏指数）进行表型统计和相关性分析。2021年的变异系数为8.09％～33.29％,2022年的变异系数为8.45％～34.11％。广义遗传力为67.00％～97.29％。除倒三节间折断力和倒一节直径外，亲本间的茎秆相关性状上均存在显著差异。其中倒伏指数与主茎鲜重、倒一节间长度、倒二节间长度、倒三节间长度和主茎断裂长度呈极显著正相关，相关系数分别为0.55、0.75、0.89、0.91和0.91。倒伏指数与倒三节间折断力呈极显著负相关，相关系数为-0.39。 3.根据DH群体已构建的高密度遗传连锁图谱，结合3种作图方法对13个茎秆抗倒伏相关性状进行了连续2年的QTL定位分析，一共定位到了49个稳定表达的QTL,其中倒一节直径5个、倒二节直径3个、倒三节直径5个、倒一节间长度2个、倒二节间长度4个、倒三节间长度2个、倒一节间直径4个、倒二节间直径5个、倒三节间直径5个、倒三节间折断力4个、主茎鲜重4个、主茎断裂长度4个和倒伏指数2个，这些稳定表达的QTL的PVE范围为4.50％～50.01％,LOD值范围为3.05～34.11,其中平均PVE超过10％的主效QTL有27个。 4.通过对不同抗倒伏相关性状的大量连锁区间的整合，一共定位到22个QTL富集的热点区域，涉及288个QTL,其中1H、2H、3H、4H、5H、6H和7H染色体上分别含有1、6、6、3、2、1和3个热点区域。同时利用Ensembl数据库对主效QTL内每个基因进行注释，分别在2H、3H、4H、5H、6H和7H染色体上发现了5、2、4、1、3和7个与细胞分裂和植物发育有关的候选基因,其中12个候选基因与茎秆节直径和节间直径相关，10个候选基因与节间长度相关。 总之，本研究以64份大麦种质资源和122个株系的大麦DH群体为材料，为茎秆抗倒伏相关性状的精细定位或图位克隆奠定了基础,为大麦抗倒伏机理的研究和大麦抗倒伏新品种的选育提供了参考。
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