【摘 要】
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小穗数是影响小麦产量的重要因素,其取决于小穗分生组织转化到末端小穗之前产生的侧生小穗数量,是一个复杂的数量性状。在数量性状基因座（Quantitative trait loci,QTL）水平上解析小穗数的遗传机制,能够加深我们对小麦产量形成的认识。现代小麦育种过程中对少数骨干亲本资源的利用,导致品种间遗传多样性降低,不利于小麦产量的稳步提升。因此,有必要从小麦近缘属种中挖掘新的小穗数遗传资源用于小
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小穗数是影响小麦产量的重要因素,其取决于小穗分生组织转化到末端小穗之前产生的侧生小穗数量,是一个复杂的数量性状。在数量性状基因座（Quantitative trait loci,QTL）水平上解析小穗数的遗传机制,能够加深我们对小麦产量形成的认识。现代小麦育种过程中对少数骨干亲本资源的利用,导致品种间遗传多样性降低,不利于小麦产量的稳步提升。因此,有必要从小麦近缘属种中挖掘新的小穗数遗传资源用于小麦穗部遗传改良。本研究利用四川地方小麦矮兰麦（AS313,T.turgidum L.cv.Ailanmai）和野生二粒小麦LM001（AS835,T.turgidum subsp.dicoccoides）创制了包含119个株系的F6-10代重组自交系（Recombinant inbred line,RIL）群体,通过小麦55K SNP（Single-nucleotide polymorphism）芯片对该群体进行全基因组扫描,构建了一张高质量的遗传连锁图谱。结合8个种植环境的表型数据,定位控制小穗数的QTL,获得了与主效位点紧密连锁的分子标记,预测了主效位点可能的候选基因,为小麦小穗数改良提供新的遗传资源。主要结果如下:1.遗传连锁图谱的构建。利用小麦55K SNP芯片对矮兰麦和野生二粒小麦LM001构建的F8代RIL群体进行基因型分析,获得了一张覆盖四倍体小麦14条染色体的遗传图谱,包含6537个SNP标记,分布在1150个bin中,总遗传距离为2411.8c M。将1150个bin标记的遗传位置与硬粒小麦和野生二粒小麦参考基因组中的物理位置进行了比较,分别有1087个（94.52%）和1079个（93.83%）标记的遗传位置和物理位置具有良好的一致性,表明了遗传连锁图谱的高可靠性。2.小穗数QTL定位。结合高质量遗传图谱和8个种植环境的表型数据,共定位到5个小穗数QTL,分别位于5A（1个）、2B（2个）和3B（2个）染色体上,解释了6.71-29.40%的表型变异。两个亲本均提供了增效等位变异,其中QSns.sau-AM-3B.1和QSns.sau-AM-3B.2的增效等位基因来自母本矮兰麦,而QSns.sau-AM-5A、QSns.sau-AM-2B.1和QSns.sau-AM-2B.2的增效等位基因源于父本野生二粒小麦LM001。3.小穗数主效QTL的验证。通过比对前人报道的小穗数位点的物理区间,推测QSns.sau-AM-2B.2和QSns.sau-AM-3B.2是控制小穗数的新的主效QTL,并将与其紧密连锁的SNP标记转化为KASP（Kompetitive allele-specific PCR）标记,在两个F2群体中成功验证了主效QTL的正效应。基于二者开发的分子标记可用于标记辅助选择育种,为改良小麦穗部性状提供了遗传资源。4.主效位点的候选基因预测。QSns.sau-AM-2B.2区间内仅有3个与硬粒小麦及普通小麦同源的直系同源基因,经过测序和转录水平分析,发现TRIDC2BG075290在仅含该小穗数主效位点增效等位基因和不含任何小穗数位点增效等位基因的单位点株系中的转录水平存在显著差异,结合基因功能注释以及拟南芥中同源基因的功能研究,推测TRIDC2BG075290最有可能是QSns.sau-AM-2B.2的候选基因。
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