小麦“山农01-35×藁城9411”RIL群体遗传图谱构建及主要产量和品质性状QTL分析

摘要

本研究以大粒高产小麦山农01－35和小粒强筋小麦藁城9411为亲本，创建了包含182个家系的重组自交系(RILs)F8群体。利用DArT、SSR和CAPS标记技术，共获得了502个具有多态的标记，采用MAPMAKER/EXP3.0和Mapchart 2.1软件构建了分子遗传图谱。采用基于完备区间作图法的ICIMapping软件对株高、生育期、单株穗数、穗部性状、籽粒性状、籽粒和面粉蛋白含量、沉淀值和RVA参数进行QTL定位分析。取得主要结果如下：
　　 1、遗传图谱的构建
　　 构建了含有442个DArT标记、59个SSR标记和1个TaGW2-CAPS标记的分子遗传图谱，覆盖小麦基因组的21条染色体，含有29个连锁群，总遗传长度为4084.5cM，标记间平均距离为8.13cM。该图谱新定位54个标记位点，包括44个DArT和10个SSR标记，分布于除4D、6B、7B外的其他18条染色体上。本研究中有18个DArT以及15个SSR标记在染色体上的位置与已有报道不一致。有168个标记呈现偏分离，偏分离标记位点在小麦3个基因组上的分布不均衡。
　　 2、株高及生育期QTL定位
　　 共检测到22个控制株高的加性QTL，其中15个QTL贡献率大于10％，为主效QTL，QPh3B.1-48和QPh3B.1-65可在多个环境下检测到，是本研究新发现的与小麦株高有关的主效QTL，并找到与其紧密连锁的分子标记wPt-529和wPt-667746。
　　 利用3个环境的表型值及其平均值，分别检测到4个和2个控制抽穗期和开花期的主效QTL位点，其中QHt1B.1-87与QFt1B.1-87为同一位点。
　　 3、穗部性状及单株穗数QTL分析
　　 对包括穗长、穗粒数、可育小穗数、不育小穗数、总小穗数、小穗着生密度、穗粒重7个穗部性状进行QTL定位，共检测到104个与穗部相关的加性QTL，其中有31个为主效QTL。检测4个与穗粒重有关的主效QTL，其中QKwps4B.1-99可在4个环境及平均值中检测到，并且在其所在的标记区间内同时检测到与穗粒数、可育小穗数、不育小穗数、总小穗数和单株成穗相关的QTL。
　　 共检测到5个控制单株穗数的加性QTL，3个为主效QTL。其中QSnpp4B.1-99可在多个环境下检测到，为稳定的主效QTL。
　　 4、籽粒性状QTL定位
　　 共检测到53个与粒重、粒径和籽粒硬度有关的QTL，其中21个为主效QTL位点。6A染色体的标记TaGw2-CAPS附近存在与粒重、粒径、穗粒重相关的QTL，并且可在多个环境中检测到。控制粒径的QGd4B.1-99和QGd6D-178在E1、E2、E3、E4和平均值中均能检测到，为可稳定遗传的主效QTL。
　　 5、籽粒和面粉蛋白质含量、Zeleny沉淀值及RVA参数QTL定位
　　 对籽粒和面粉蛋白质含量进行QTL分析，分别检测到3个和9个主效QTL。QFpc5B.2-12和QGpc5B.2-12两个位点为本研究中籽粒蛋白质含量和面粉蛋白质含量共有的且能重复检测到的加性QTL；该位点对籽粒蛋白含量的贡献率为5.87％～7.817％，对面粉蛋白质含量的贡献率为4.05％～45.61％。
　　 共检测到5个控制面粉沉淀值的主效QTL，可分别解释11.67％～58.64％的表型变异。QZsv1D-108在E1、E2和平均值中均可检测到，且在E2中表型贡献率为11.67％，其加性效应来自藁城9411，可增加沉淀值1.11-1.44mL。
　　 面粉糊化特性(RVA)7个参数(峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、稀懈值、反弹值、峰值时间和糊化温度)共检测到63个加性QTL，其中25个主效QTL。3A、4B和6D染色体上存在4个控制不同RVA参数的QTL簇。4B染色体wPt-7569-wPt-3908区段存在一个包含6个QTL的QTL簇，其中控制峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、反弹值的QTL可在不同环境和平均值中重复检测到。