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小麦作为最重要的粮食作物之一,养活了全球35%的人口,为人类提供了重要的能量摄入和蛋白质来源。然而随着人口增长,可用耕地的减少,粮食危机正在变的越来越严重,因此小麦的高产、稳产始终是世界各国的研究重点。影响小麦产量因素众多,其中株高决定了小麦株型、种植密度、抗倒伏能力、收获指数等,是小麦实现高产、稳产的基础。为了解析小麦株高遗传机制,本研究利用高密度遗传图谱和川麦42×川麦39重组自交系开展了株高相关QTL定位,并对所获得的主效QTL位点以及之前从川麦42×川农16重组自交系中鉴定的两个主效株高QTL位点进行了验证和遗传效应分析,主要获得以下研究结果: 1、利用小麦35K SNP芯片对193个川麦42×川麦39重组自交系进行分型,构建了一个由6148个SNP标记组成的高密度遗传图谱,该图谱总遗传距离和平均遗传密度为10272.45cM和1.67cM/标记,A、B、D基因组上标记总数占比为30.8%(1821)、36.9%(2311)和32.2%(2016)。 2、在染色体1D、2D、3D、4A、6A、6B和6D上鉴定到5个株高QTL、4个穗长QTL和4个茎秆长QTL,解释0.65%-40.67%的表型变异率。其中Qcl_ph.cib-1D和Qsl_cl_ph.cib-2D是两个在所有环境中都能稳定检测到的主效QTL。Qcl_ph.cib-1D能够解释6.12%~10.42%的株高变异和4.33%~8.24%的茎秆长变异,对株高的调控主要是通过调节茎秆长实现,极可能是新鉴定到的株高QTL;Qsl_cl_ph.cib-2D对株高、穗长和茎秆长都有影响,解释了7.71%~16.08%株高变异,30.5%~40.67%穗长变异和6.91%~9.8%茎秆长变异。该位点在染色体上的位置与矮化基因Rht8相似,可能为同一位点。 3、利用两个重组自交系和73份主要来自中国西南麦区的小麦品种对Qcl_ph.cib-1D和Qsl_cl_ph.cib-2D进行验证并解析其对主要产量性状的影响。结果表明,Qcl_ph.cib-1D增加株高3.5%~3.52%和茎秆长3.69%~4.02%;Qsl_cl_ph.cib-2D增加株高3.33%~5.34%、穗长3.75%~13.09%和茎秆长3.02%~4.08%,两个位点对千粒重和穗粒数都没有明显的影响。此外当同时聚合了Qcl_ph.cib-1D和Qsl_cl_ph.cib-2D时株高和茎秆长分别增加3.88%~8.9%和3.75%~9.11%,效应相比于单个位点时更显著。 4、Qph.cib-5A和Qph.cib-7A是本实验室先前在川麦42×川农16重组自交系群体中鉴定到的两个主效株高QTL位点。通过开发连锁的KASP标记对两个F2群体进行分析发现,Qph.cib-5A和Qph.cib-7A能显著增加株高7.75%和6.19%;此外在川麦42×川农16和川麦42×川麦39重组自交系群体中,Qph.cib-5A能增加株高(4.2%~10%)、穗长(4%~9.1%)和千粒重(2.5%~4.5%),而不影响穗粒数。Qph.cib-7A在不影响穗粒数和穗长的前提下增加株高(3.3%~6.1%)和千粒重(2.5%~4%)。当同时聚合Qph.cib-5A和Qph.cib-7A时对株高(7.4%~13.1%)和千粒重(4.7%~7.5%)的效应更加显著。 本研究基于高密度遗传图谱和多年多点表型数据,在川麦42×川麦39重组自交系中鉴定到了多个环境稳定的株高相关性状QTL;此外还验证了四个株高显著QTL的真实性并解析了其对重要产量性状的影响。研究结果将有助于小麦育种和株高调控遗传机制的解析。