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提高产量潜力是小麦育种最基本、最重要的目标,但国内相关研究偏少,影响了育种效率的提高。本研究分三个部分,一是分析山东省二十世纪60年代以来大面积推广品种的产量性状和生理性状的变化规律,明确今后提高产量潜力的有效方向;二是利用240个重组自交系定位籽粒性状基因,发掘产量性状紧密的连锁标记;三是全基因组水平上,利用高密度分子标记研究骨干亲本周8425B对其衍生后代的遗传传递,并定位产量性状和抗条锈病基因位点。主要研究结果如下:1、利用1969-2006年间山东省育成的13个主栽品种和2个新育成品系,在水、肥供应充分和倒伏、病虫害得到有效控制条件下,连续3年种植在山东泰安,并分析了供试材料的1BL.1RS易位系和矮秆基因类型。结果表明,山东小麦产量年遗传进展为0.85%或62 kg/ha,粒数/m2、穗粒数、生物学产量和收获指数显著提高,株高显著降低,年遗传进展分别为0.86%、0.60%、0.55%、0.56%和-0.56%。抽穗期和开花期的叶面积指数、开花期叶绿素含量和茎秆可溶性糖含量、灌浆中期光合速率均得到显著改良,其年遗传进度分别为-0.53%、-0.45%、0.26%、0.76%和0.47%。Rht-D1b+Rht8c基因型在新育成品种分布较多,与Rht-D1b基因型相比,可显著提高穗粒数、穗粒重、收获指数、抽穗期冠层温度、抽穗和开花期的叶面积指数。因此,选择Rht-D1b+Rht8c矮秆基因类型,通过提高小穗育性增加穗粒数及提高光合产物向籽粒分配能力即千粒重,是山东省进一步提高产量的重要途径。2、PH82-2/内乡188杂交后代240个F5:6家系,连续两年种植在河南焦作、安阳和山东泰安,利用195个SSR、STS和蛋白标记构建遗传连锁图谱和基因定位。采用完备区间作图法（Inclusive composite interval mapping）对7个籽粒性状进行QTL分析,共检测出71个主效QTL控制籽粒长度、宽度、周长、面积、宽/长比率、形态因子和形态密度因子,分布在1A、1B、1D、2A、2D、3A、3B、4A、4B、5A、5B、5D、6B、6D、7A和7B染色体上,能解释2.6%28.2%的表型变异。8个同时控制千粒重和形态因子的基因簇分布在1BL.1RS、2A、4A、4B、6B、6D和7A染色体上。检测到14个上位性基因位点,涉及24对主效基因互作,分布在13条染色体上,可解释2.5%8.3%的表型变异。发现5个与籽粒性状紧密连锁的分子标记,分别是1RS的Sec-1、1BL的Glu-B1、2A的Xcfe53、4B的Xwmc251、7A的Xbarc174标记,可以用于提高粒重。3.、利用921个DArT标记和83个SSR标记（共计1214个等位变异,平均每条染色体分布57个等位变异）分析周8425B及其50份衍生品种（系）间的遗传结构和遗传区段传递。周8425B及其衍生品种的遗传相似性平均为74.6%,聚类分析结果与品种系谱来源基本一致。周8425B对其衍生一代、二代和三代的平均遗传贡献率为67.7%、63.6%和58.8%,在A、B和D基因组间遗传贡献率分别为68.7%、62.0%和59.4%。周8425B对其衍生品种的21条染色体贡献率变幅为44.9%70.9%,其中对4A染色体贡献率最低,为44.8%,对1D染色体贡献率最高,达79.0%。骨干亲本周8425B对后代衍生品种贡献率较高的遗传片段上存在许多与产量、抗病、抗逆和适应性等重要农艺性状相关的基因或QTL,对黄淮冬麦区小麦品种遗传改良可能起了重要作用。4、周8425B及其衍生品种（系）51份,连续两年分别种植于河南安阳和周口,3次重复,田间调查产量及其相关性状和条锈病最大严重度。采用1004个DArT和SSR标记在全基因组水平上对产量性状和条锈病抗性进行关联分析。共检测出73个小区产量、粒数/m2、千粒重、穗数/m2、穗粒数、穗粒重和株高的关联位点,分布于1A、1B、1D、2A、2B、2D、3A、3B、3D、4A、4B、4D、5B、5D、6A、6B、7A、7B和7D等19条染色体上,解释14.4%32.8%的表型变异。12个控制产量性状的共性位点,分布在1A、1B（3）、2A（2）、3A、3D、4A、4D、6B和7D染色体上。关联位点中累计56个产量性状位点（次）与遗传群体连锁分析定位的QTL一致。另发现4个条锈病抗性位点均与骨干亲本等位变异一致,其中2个条锈病抗性位点QYr.caas-2BL和QYr.caas-7BL与已报道的抗条锈病基因Yr7和YrZH84在相同染色体区段, QYr.caas-1BL与抗叶锈基因LrZH84位置相同,推测该位点与LrZH84紧密连锁或者一因多效。3A长臂末端发现一个条锈病抗性位点QYr.caas-3AL,可能是一个新基因,能解释22.9%的表型变异。骨干亲本周8425B产量性状和抗性等优异基因将在黄淮冬麦区品种遗传改良中继续发挥重要作用。