基于16K SNP芯片的小麦株高QTL鉴定及其遗传分析

【目的】株高与产量之间关系密切。进一步挖掘具有育种利用价值的小麦株高数量性状位点(quantitative trait loci,QTL),并解析株高QTL对产量相关性状的遗传效应,为分子育种提供理论依据。【方法】以田间自然变异株msf为母本、小麦品种川农16为父本杂交衍生的F6代重组自交系群体(MC群体)为试验材料,于2020—2022年在四川省温江区、崇州市和雅安市试验基地进行2年5个生态环境点的种植和株高表型鉴定。使用16K SNP芯片所构建的高质量、高密度遗传连锁图谱定位株高性状。同时,利用株高主效QTL侧翼标记的基因型分析其正效应位点对于产量相关性状的遗传效应,评估主效QTL对产量提升的潜力。【结果】定位结果显示,分别在1A、3D、4D、5A和7B染色体共鉴定到8个控制株高的QTL。其中,定位到2个稳定的主效QTL:QPh.sau-MC-1A和QPh.sau-MC-5A,分别解释9.09%—25.56%和3.91%—13.09%的表型变异率,其正效应位点均来源于川农16。加性效应分析发现同时携带QPh.sau-MC-1A和QPh.sau-MC-5A正效应位点株系的株高显著高于仅携带单一正效应位点或没有携带任何正效应位点的株系。相关性分析发现,株高与有效分蘖数之间存在极显著的正相关性,与旗叶宽之间存在显著的负相关性,而与每穗粒数、每穗粒重、千粒重、旗叶长和开花期之间无显著相关性。遗传效应分析发现,QPh.sau-MC-1A正效应位点极显著增加有效分蘖数(56.51%),显著减少每穗粒数(-11.26%)、每穗粒重(-13.04%)、千粒重(-5.47%)和旗叶宽(-2.85%),促进开花期提前(-0.61%)。QPh.sau-MC-5A正效应位点显著增加有效分蘖数(10.57%)、每穗粒重(4.32%)和千粒重(2.92%),延迟开花期(1.07%)。【结论】在5A染色体定位到1个株高主效QTL—QPh.sau-MC-5A,其正效应位点显著提高有效分蘖数、每穗粒重及千粒重,对产量提高可能有积极效应。