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小麦种质资源是小麦品种改良的重要物质基础,种质资源遗传多样性的高低直接影响品种改良的效果。由于不同区域的自然环境、品种改良目标和人们对产品的要求等方面存较大差异,小麦在不同区域内经过长期演变形成了相对独特的遗传特点。研究不同区域间小麦种质资源的遗传特点和遗传差异,有针对性地从不同区域引进所需材料,是改良本区域小麦品种和拓宽本区域种质资源遗传基础的有效途径。不同时期的种质资源由于育种目标和创造变异方法的改变及定向选择的影响,种质资源的性状特点及遗传基础也会发生不同变化,探明影响种质资源遗传多样性的因素,有利于制定相应育种策略,并拓宽现有种质资源的遗传基础。本研究对中国、澳大利亚、俄罗斯、荷兰、墨西哥、智利及中国黄淮麦区不同年代种质资源的农艺性状、品质性状、高、低分子量麦谷蛋白亚基的遗传特点及遗传变异进行了分析,并探讨了高、低分子量麦谷蛋白亚基对品质性状的效应及1BL/1RS易位对小麦品质性状的影响。主要研究结果如下。1不同区域小麦种质资源的主要性状具有明显差异。中国小麦的生育期短、植株低、粒重高、单株成穗数较少、旗叶较宽、穗子较小且不育小麦数多、面团形成时间和稳定时间短;澳大利亚小麦的生育期较短、植株较低、面团形成时间和稳定时间长、单株成穗数较少、旗叶窄、粒重和蛋白质含量低;俄罗斯小麦的生育期较长、植株高、穗粒数少、粒重低、单株成穗数多、旗叶窄、面团形成时间和稳定时间长;荷兰小麦的生育期较长、植株较低、单株成穗数多、面团形成时间和稳定时间较长、小穗数少、粒重偏低;墨西哥小麦的生育期短、粒数较多、粒重较高、面团形成时间和稳定时间较长、单株成穗数和小穗数少;智利小麦的生育期长、植株较高、叶面积大、穗大、成穗数较多、蛋白质和湿面筋含量高、面团形成时间和稳定时间较长单株穗数和小穗数多但粒重低。2不同区域种质资源的遗传基础及高、低分子量麦谷蛋白亚基的等位变异数量、类型和各亚基出现的频率存在明显差异。6个国家种质资源的22个性状多样性指数平均值的大小顺序为:中国(1.968)>墨西哥(1.963)>俄罗斯(1.914) >智利(1.901)>澳大利亚(1.899)>荷兰(1.861)。聚类分析表明,区域间种质资源的遗传差异明显大于区域内种质资源的遗传差异。Glu-A1、Glu-B1、Glu-D1、Glu-A3和Glu-B3 5个变异位点上,中国种质资源分别有3、9、5、5和7种等位变异,主导亚基分别为1、7+8、2+12、GluA3a、GluA3d和GluB3j,对品质性状具有较大正向效应的1、14+15和7+8亚基出现的频率较高;澳大利亚小麦分别有3、7、3、5和6种等位变异,主导亚基分别为1、7+8、2+12、GluA3c和GluB3b,对品质性状具有较大正向效应的亚基1、17+18、7+8和GluB3b出现的频率较高;俄罗斯小麦分别有3、6、4、5和6种等位变异,主导亚基分别为1、7+9、5+10、GluA3f和GluB3g,对品质性状具有较大正向效应的5+10、GluA3f、GluB3b和GluB3g亚基出现的频率较高;荷兰小麦的5个变异位点上分别有3、7、2、5、6种等位变异,主导亚基分别为N、7+9、5+10、GluA3c和GluB3g,对品质性状具有较大正向效应的亚基5+10、GluA3f、GluB3f和GluB3g出现的频率较高;墨西哥小麦分别有3、6、4、5和6种等位变异,主导亚基分别为1、7+9、5+10、GluA3d和GluB3j,对品质性状具有较大正向效应的亚基1、5+10和GluB3f出现的频率较高;智利小麦分别有3、7、2、5和6种等位变异,主导亚基分别为N、1、17+18、2+12、GluA3d和GluB3g,对品质性状具有较大正向效应的亚基17+18、GluA3f和GluB3g出现的频率较高。3各位点上不同等位变异对品质性状的效应存在显著差异,对品质性具有较大正向效应的亚基分别为1、17+18、7+8、14+15、5+10、GluA3f、GluA3c、GluB3g、GluB3f和GluB3b,对品质性状正向效应较小的亚基分别为6+8、13+16、2.2+12、GluA3a和GluB3j。高分子量麦谷蛋白亚基组合1、17+18、2+12,1、17+18、5+10和低分子量麦谷蛋白亚基组合GluA3c、GluB3g,GluA3d、GluB3g和GluA3f、GluB3b对品质性状的正向效应显著优于其它亚基组合,而含有亚基组合N、14+15、2+12或GluA3b、GluB3j品种的品质性状明显偏差。高、低分子量麦谷蛋白亚基组合为1、7+8、5+10、GluA3d、GluB3d,1、7+9、5+10、GluA3c、GluB3f,1、7+9、5+10、GluA3c、GluB3g,2~*、7+9、2+12、GluA3c、GluB3j,1、17+18、5+10、GluA3c、GluB3j品种的品质性状较优,而含有1、7+9、5+10、GluA3b、GluB3d,2~*、7+9、5+10、GluA3f、GluB3j,2~*、7+9、5+10、GluA3f、GluB3g亚基组合品种的品质性状较差。4 1BL/1RS易位显著降低了面筋含量和面团稳定时间。1BL/1RS易位和非1BL/1RS易位条件下各亚基对品质性状的相对效应发生了明显变化,相对而言,2~*亚基对蛋白质含量、17+18亚基对湿面筋含量、7+9亚基对湿面筋含量和面团形成时间、GluA3b亚基对面团稳定时间以及GluA3c和GluA3f亚基对品质性状的综合效应在1BL/1RS易位系中所起的作用大于非1BL/1RS易位系;而1亚基对面团稳定时间、GluA3b亚基对蛋白质含量和湿面筋含量在非1BL/1RS易位系所起的作用明显大于1BL/1RS易位系。总的来说,各亚基在非1BL/1RS易位系中对品质性状能发挥更大的正向效应。5中国黄淮麦区小麦种质资源随着品种改良的进展,旗叶宽、小穗数、不育小穗数、穗粒数、千粒重、单穗粒重和单株粒重的平均值呈增加趋势,株高、倒一节长、旗叶长和单株成穗数的平均值呈降低趋势,生育期、旗叶面积、穗长、蛋白质含、湿面筋含量、面团形成时间和稳定时间呈先降低后增加趋势。农艺性状和品质性状的多样性指数及高、低分子量麦谷蛋白亚基的等位变异数均呈波动性变化。在地方品种和蒲头的GluB-1位点,检测到一种新的连锁亚基20/8。