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粒形是小麦品质和产量形成的重要组成因子,其遗传受多基因控制,且易与环境发生互作,表现出复杂的数量遗传特征。前人对这些性状的研究主要集中在加性QTL分析方面,对其上位性效应及QTL与环境互作的遗传剖析研究甚少。同时,由于遗传背景和环境的影响,很难在已经定位的QTL中找到真实稳定的QTL位点。因此,深入解析这些性状的遗传基础和挖掘一致性QTL位点,对小麦粒形相关性状的分子标记辅助选择育种和遗传改良具有重要意义。本研究以抗旱性和粒形有显著差异的两个冬小麦品种“陇鉴19”和“Q9086”为亲本创建的RIL群体为供试材料,在多水分环境条件下对粒形相关性状进行QTL定位和遗传解析;收集整理与小麦粒长、粒宽和千粒重有关的QTL位点进行元分析,进一步缩小目标性状QTL的置信区间,得到真实稳定的QTL;并根据小麦参考基因组注释在MQTL区段预测粒形相关性状的候选基因,为小麦粒形相关性状的进一步QTL精细定位和克隆提供良好的理论基础。研究结果如下:1.小麦RIL群体中各株系的粒长、粒宽、粒厚、长宽比、周长、面积和千粒重呈现广泛的表型变异和超亲分离,对水分环境反应敏感,属于多基因控制的数量性状,遗传基础复杂。2.在不同水分环境条件下共定位到35个加性QTL(A-QTL)和122对上位性QTL(AA-QTL),分布在小麦的21条染色体上,贡献率分别为3.60%~13.90%和0.29%~2.76%,它们对粒形的表型变异有正向或负向效应。在A-QTL中发现了3个对表型变异贡献率大于10%的主效位点(Qkl.acs-1B.1,Qkw.acs-6A.1和Qkp.acs-1B.1),未检测到两种环境中稳定表达的A-QTL位点。这些A-QTL和AA-QTL均与水分环境发生显著互作,但对表型变异的贡献率较低(<3.05%)。3.在1B、3B、4B、5A、5B、5D和6A染色体上发现了7个QTL热点区域,即Xwmc206-Xmag981(1B),Xwmc231-Xgwm284(3B),Xbarc59-Xbarc232(5B),Xgwm149-Xgwm495(4B),Xgwm186-Xcfa2185(5A),Xgwm292-Xwmc161(5D),Xbarc171-Xgwm427(6A)。4.利用BioMercator4.2对收集整理的337个粒长、粒宽和千粒重QTL位点进行元分析,共确定了59个控制目标性状的Meta QTL(MQTL),其中19个MQTL与粒长相关,14个MQTL与粒宽相关,26个MQTL与千粒重相关,其置信区间最小可缩小到0.6 cM,图距最小可缩小到2.4 cM,显著提高了QTL定位的精确度。在染色体2B、2D、4A、4B和4D上均存在QTL簇,即Xwmc661-Xrz444.1(2B),Xbarc124-Xcfd50(2D),Xgwm165.3a-Xgwm610(4A),Xgwm513a-Em4Me13(4B),Me6Em5-Xwmc622(4D)。说明在这些区域内存在QTL位点的富集区和一因多效性,可能存在控制粒长、粒宽和千粒重的重要基因。5.根据MQTL在染色体物理图谱上的定位,利用小麦基因组数据库中的JBrowse工具,对控制粒长的MQTL15,粒宽的MQTL14和千粒重的MQTL25区段的基因进行功能注释,发现了9个与粒形和粒重有关的候选基因。本研究通过设置多种水分环境,利用分子数量遗传学和元分析方法,解析小麦粒形相关性状的遗传基础,发掘真实稳定的QTL和候选基因,对小麦粒形相关性状分子标记辅助选择育种和遗传改良具有重要的意义。