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小麦是人类的重要口粮作物,也是干旱半干旱地区的主要粮食作物。干旱缺水严重制约着小麦生产的发展,为减轻干旱胁迫对其产量和品质的影响,需投入大量农业用水。培育抗旱节水小麦品种是保障我国粮食安全和水资源安全的重要途径,优异亲本及其后代性状的选择对于提高育种效率具有关键作用。小麦的根系形态及生理调控决定了其抗旱性,然而,这些表型性状的评价受环境条件及鉴定方法限制,费时费力。因此,解析小麦根系形态及抗旱相关生理性状的遗传机理,发掘利用分子标记将为小麦抗旱性的高效改良提供支撑。本研究以小麦自然群体和加倍单倍体(DH)群体为材料,分析苗期、分蘖期、孕穗期和灌浆中期的根系形态,同时在水、旱两种环境下检测生理及产量性状,筛选抗旱种质资源;利用小麦660K SNP芯片,解析抗旱生理及根系性状的遗传基础,主要结果如下:1、利用反复干旱法筛选出28份苗期强抗旱种质,利用田间直接鉴定法筛选出9份成株期强抗旱种质;21份种质在两个时期均表现为抗旱或强抗旱。2、相关性分析表明,苗期抗旱性与根干重正相关,成株期抗旱性与叶绿素含量、植被覆盖指数及根深正相关,与冠层温度负相关;根深与冠层温度负相关且在不同生育期表现稳定。3、根系动态分析表明,萌发期至分蘖期为根深增加的关键时期,分蘖期至孕穗期为根干重增加的关键时期,孕穗期至灌浆中期是种质间根系形态差异显著加大的关键时期;生长发育前期(苗期和分蘖期)与后期(孕穗期和灌浆中期)根系性状无显著相关。4、构建了DH群体的遗传图谱,包含30个连锁群,总长度4082.4 cM,标记间平均距离为2.2 cM。5、对抗旱相关生理性状进行遗传解析,利用全基因组连锁和关联分析分别检测到86和190个相关位点,一因多效性位点数分别为17和24个,其中QPT52、LPT40、LPT41、LPT101和LPT180与冠层温度、植被覆盖指数及叶绿素含量均相关;两种分析方法的检测结果存在11个重合位点。6、对根系性状进行遗传解析,利用全基因组连锁和关联分析分别检测到24和63个相关位点,其中具有一因多效性的位点数分别为5和7个;两种方法的检测结果存在3个重合位点。7、通过分析生理与根系性状的遗传相关性,发现17个重合位点,其中与根深相关的位点全部与冠层温度相关,且LRT44、LRT50及LRT54在不同生育期表现稳定;结合基因预测及微根管系统扫描结果推测LRT44、LRT50及LRT54位点的候选基因均为高亲和硝酸盐转运蛋白基因。本研究深入剖析小麦抗旱相关生理及根系性状遗传基础,为利用分子技术改良小麦提供了理论依据和技术支撑。