利用基因芯片技术进行小麦遗传图谱构建及粒重QTL分析

[目的]小麦遗传图谱是进行小麦染色体分析和研究表型变异的遗传基础。通过利用传统分子标记和现代基因芯片技术相结合,构建高密度遗传图谱,重点开展主要产量主要构成要素——粒重的初级基因定位,确定影响粒重的主效QTL位点,为开发粒重CAPS分子标记及在分子标记辅助育种提供依据和指导,并为利用小麦粒重次级群体进行精细定位和基因挖掘奠定基础。[方法]利用90 K小麦SNP基因芯片、DArt芯片技术及传统的分子标记技术,以包含173个家系的RIL群体(F9:10重组自交系)为材料,构建高密度遗传图谱,并利用QTL network2.0进行了3年共4环境粒重QTL分析。[结果]构建了覆盖小麦21条染色体的高密度遗传图谱,该图谱共含有6 244个多态性标记,其中SNP标记6 001个、DAr T标记216个、SSR标记27个,覆盖染色体总长度4 875.29 c M,标记间平均距离0.78 c M。A、B、D染色体组分别有2 390、3 386和468个标记,分别占总标记数的38.3%、54.3%和7.5%;3个染色体组标记间平均距离分别为0.80、0.75和0.80 c M。用该分子遗传图谱对4个环境下粒重进行QTL分析,检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上9个加性QTL,效应值大于10%的QTL位点有QGW4B-17、QGW4B-5、QGW4B-2、QGW6A-344、QGW6A-137;其中QGW4B-17在多个环境下检测到,其贡献率为16%—33.3%,可增加粒重效应值2.30-2.97g,该位点是稳定表达的主效QTL。9个QTL的加性效应均来自大粒母本山农01-35,单个QTL位点加性效应可增加千粒重1.09—2.97 g。[结论]构建的覆盖小麦21条染色体的分子遗传图谱共含有6 241个多态性标记,标记间平均距离为0.77 c M。利用该图谱检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上9个控制粒重的加性QTL,其中QGW4B-17是稳定表达的主效QTL位点,贡献率为16.5%—33%,可增加粒重效应值2.30—2.97 g。

利用高密度SNP遗传图谱定位小麦穗部性状基因

小麦穗部性状之间相关性密切,其中穗粒数和千粒重是重要的产量构成要素,挖掘与穗部性状相关联的基因位点对分子标记辅助育种及解释基因效应具有重要意义。本研究以RIL群体（山农01-35×藁城9411）173个F_（8：9）株系为材料,利用90 k小麦SNP基因芯片、DAr T芯片技术及传统的分子标记技术构建的高密度遗传图谱,在5个环境下进行穗部相关性状QTL定位。检测到位于1B、4B、5B、6A染色体上7个控制千粒重的加性QTL,解释表型变异率6.00%~36.30%,加性效应均来自大粒母本山农01-35;检测到8个控制穗长的加性QTL,解释表型变异率14.34%~25.44%;3个控制穗粒数的加性QTL;5个控制可育小穗数的加性QTL;3个控制不育小穗数的加性QTL,贡献率为8.70%~37.70%;4个控制总小穗数的加性QTL;6个控制小穗密度的加性QTL。通过基因型与环境互作分析,检测到32个加性QTL,解释表型变异率0.05%~1.05%。在4B染色体区段EX_C101685–RAC875_C27536检测到控制粒重、穗长、穗粒数、可育小穗数、不育小穗数、总小穗数的一因多效QTL,其贡献率为5.40%~37.70%,该位点在多个环境中被检测到,是稳定主效QTL。在6A染色体wPt-0959-TaGw2-CAPS区间上检测到控制粒重、总小穗数的QTL。研究结果为穗部性状的分子标记开发、基因精细定位和功能基因克隆奠定了基础。

小麦蛋白质亚基对RIL群体小麦粉色泽的影响

小麦粉色泽是小麦磨粉品质的主要指标。利用小麦RIL群体进行了小麦粉白度、亮度指标的变异分析及高分子质量谷蛋白亚基和Wx蛋白亚基对其的影响。结果表明,群体中白度平均值为79.20,变幅为71.00～84.30,b*值平均值为7.38,变幅为5.31～9.95,小麦粉蛋白含量平均值为12.41%,变幅为8.81%～16.50%。白度和L*值呈极显著正相关,与b*值呈极显著负相关,L*值和b*值呈极显著负相关,白度和蛋白质含量呈极显著负相关;当Glu-A1位点为1时比null利于提高RIL群体白度、籽粒蛋白含量和小麦粉蛋白含量;单个Wx亚基位点缺失时,Wx-B1亚基位点缺失比Wx-A1和Wx-D1缺失时利于提高RIL群体籽粒蛋白含量和小麦粉蛋白含量;而Wx-B1、Wx-A1亚基位点同时缺失能使籽粒蛋白含量上升、小麦粉蛋白含量下降,当三个亚基位点全缺失时能使色泽指标a*值降低。