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小麦是我国重要的粮食作物,我国中低产田约占耕地面积的2/3,氮、磷、钾缺乏是中低产田的主要限制因子,提高小麦适应养分缺乏环境的能力是小麦可持续发展的重要途径。根冠比调控是植物适应氮、磷、钾养分缺乏环境的重要机制之一,本研究利用“泰农18×临麦6号”衍生出的RIL群体为研究样本,设置了正常、低氮、低磷、低钾共4个处理,采用苗期液培和田间试验相结合的方法,研究了小麦苗期生物量、根冠比性状、成熟期农艺性状对氮、磷、钾缺乏的响应,讨论了其相互关系,并对所有供试性状进行了数量性状基因座位(Quantitative Traits Locus,QTL)分析,主要结果如下:(1)在低氮、低磷、低钾胁迫下,小麦苗期干重根冠比性状均显著升高,总干重均显著降低。低氮处理显著降低了小麦的穗数、穗粒数和籽粒长宽比;低磷处理显著降低了小麦的株高、穗数、基部不育小穗数;低钾处理显著降低了小麦的株高、穗数、千粒重、基部不育小穗数。(2)苗期生物量、根冠比、成熟期主要农艺性状及相关响应度性状受遗传因素和环境的双重显著影响,供试性状在不同氮、磷、钾处理下的遗传力较高。18个供试性状的基因型间变异均达到极显著水平;苗期性状的广义遗传力为66.66%~77.24%,成熟期农艺性状的广义遗传力为51.50%~93.68%。(3)正常对照、低氮、低磷、低钾四个处理下,不同性状表型数据存在稳定的显著相关关系。苗期根冠比与穗粒数、穗长显著正相关,与穗数、基部不育小穗数极显著负相关;株高与穗数、千粒重、粒长极显著正相关;穗数与基部不育小穗数极显著正相关,与穗粒数、千粒重、粒宽极显著负相关;穗粒数与千粒重、粒宽正相关,与基部不育小穗数极显著负相关。(4)苗期总生物量和根冠比共定位到40个QTL,分布在10条染色体上(1D、3B、3D、4A、4B、5A、5D、6A、6B、7D),单个QTL解释的遗传贡献率5.01%~54.41%,最大LOD值为38.66。其中,21个QTL的加性效应来自泰农18,19个QTL的加性效应来自临麦6号。在4B和6D染色体上检测到3个稳定的相对高频位点(RHF-QTL),在至少3个处理中被同时检测到。其中QRsdw-4B能够在7个处理中检测到,平均贡献率达到21.31%,该位点对小麦适应不同氮、磷、钾环境的起到重要作用。(5)成熟期11个农艺性状(株高、穗长、穗数、穗粒数、总小穗数、基部不育小穗数、顶部不育小穗数、千粒重、粒长、粒宽、籽粒长宽比)共定位到431个QTL,包含73个RHF-QTL,分布在除3D以外的20条染色体上,单个QTL解释的遗传贡献率0.05%~65.60%,最大LOD值为194.77。230个QTL的加性效应来自泰农18,201个QTL的加性效应来自临麦6号。(6)6个性状(根冠比、总干重、株高、穗数、穗粒数、千粒重)的18个氮、磷、钾缺乏响应度指标共定位到30个QTL,分布在12条染色体上,单个QTL解释的遗传贡献率4.57%~19.49%,最大LOD值为45.12。其中,在4B染色体上检测到1个RHF-QTL。19个QTL的加性效应来自泰农18,11个QTL的加性效应来自临麦6号。(7)试验共检测到由35个RHF-QTL组成的QTL簇14个(C1-C14),这些QTL簇至少同时定位了2个RHF-QTLs,涉及13个性状,分布在11条染色体上。这些多个性状共同定位的QTL位点表明不同性状可能由共同的QTL/基因控制,也体现了它们之间潜在的遗传学关系。(8)小麦苗期干重、根冠比与成熟期重要农艺性状可能存在紧密的遗传学关系。QTL簇C7同时定位了苗期总生物量、根冠比以及成熟期农艺性状的7个重要RHFQTLs,平均贡献率达到26.6%,表明该位点是一个同时与苗期生物量、根冠比和成熟期重要农艺性状遗传控制有关的重要位点,具有深入研究价值。