产量稳定性是生物体与环境表现相适应的现象,产量稳定性的相对性阻碍了种质资源的交流和品种在更大范围内的推广。产量稳定性包括区域间稳定性和年际间稳定性两方面。产量稳定性育种关注作物跨地区与年际间的适应性。小麦产量稳定性理论认为,小麦的产量稳定依赖于特定品种的光周期不敏感性或光周期协调性。产量稳定性育种主要通过跨生态区的穿梭育种实现,以CIMMYT为代表的产量稳定性育种工作在全球范围内开展,中国国内的育种家们也选育出了一些优良的高产稳产品种(系),这些品种(系)的选育主要通过同一生态区不同自然地理条件间的穿梭育种、临近生态区的穿梭育种及跨生态区穿梭育种等几种模式进行。为了产量稳定性育种工作的更好开展,科学家们进行了大量基础理论研究。关于产量稳定性相关基因的研究依照“正向遗传学”和“反向遗传学”两种思路展开。目前,已经发现的和产量稳定性有关的基因主要包括光周期相关基因(phd)、春化基因家族(vrn)、开花抑制基因(flc)、与日照长度有关的CO/FT调节元件以及其他与非生物胁迫相关的基因。本研究依照正向遗传学策略,研究产量稳定性差异较大的品种(系)跨生态区适应性的表型差异,确定合适的产量稳定性分析方法,而后利用产量稳定性差异较大的两个品种川农17(CN17)X绵阳11(MY11)为亲本,建立高代重组自交系(RIL),考察RIL群体在跨生态区试验中的产量相关性状的表型及单株产量,结合SSR分子标记进行QTL定位,发掘与品种产量稳定性有关的QTL位点,为产量稳定性育种提供参考。研究结果表明:由于黄淮麦区的品种与西南麦区的品种间存在巨大的生理隔离,参试的26个品种(系)的稳定性存在巨大差异。来自黄淮麦区的主栽品种AK58和来自西南麦区的MY11、R320等稳定性较好。黄淮麦区的BN082和西南麦区的CN17,在各自生态区产量表现优异,在跨生态区种植时,表现出了产量的巨大波动。在判定小麦跨生态区稳定性时,高稳系数法和隶属函数值法的鉴定结果基本一致,其推测的品种稳定性与品种表现较一致。因此,可以用高稳系数法和隶属函数值法来鉴定品种稳定性。由于产量稳定性是一个综合性指标,本文尝试考察黑麦的1R染色体片段导入对小麦产量稳定性的影响,结果表明,来自黑麦的1RS染色体片段分布频率与小麦单株产量的HSC和ai值以及跨生态区平均隶属函数值无相关关系,因此认为,1RS染色体片段的引入对小麦跨生态区稳定性没有负面影响。为了进一步研究产量稳定性这一数量性状,利用产量稳定性差异较大的两亲本川农17(CN17)X绵阳11(MY11)构建了含有175个株系的高代重组自交系(RIL),并利用RI1群体的SSR标记建立了小麦遗传图谱。共筛选SSR引物1815对,其中多态性引物216对,检出比11.9%。在检出的216对多态性引物中,其中26对出现偏分离,偏分离比为12.1%。根据锚定的SSR标记,将216对引整合到21个连锁群中,并可以和公共图谱上的连锁群对应。分子标记均匀分散在21条染色体上,总长度5110cM,平均距离20cM。在进行小麦产量相关QTL定位前,考察了 RIL群体亲本产量相关性状对环境因素的反应,结果表明,除分蘖数和单株产量外,其他几个产量相关性状的,株高、穗长、小穗数、分蘖数、千粒重及单株产量等性状的联合方差分析模型均达到极显著水平,可被基因型,环境及基因型X环境解释的部分达70%以上,且基因型、环境及基因型X环境均对以上性状的形成均有显著或极显著影响。株高能被基因型解释的部分较环境及基因型X环境更大。穗长、小穗数和千粒重的环境方差分量相对较大,暗示其受环境影响较大。对RIL群体产量相关性状分析表明,各性状指标在RIL群体内均存在较大变异,变异幅度多超出亲本的变异幅度,提示控制相关性状的遗传位点存在广泛的遗传重组,且受环境影响较大。除无效分蘖外,株高、穗长、小穗数、分蘖数、千粒重及单株产量等性状在群体内的分布基本呈正态分布。利用这一连锁群,将小麦产量相关QTL定位到连锁群中,发现了 3个QTL定位的热点区域,分别位于5A、2B和4D染色体上,研究还发现了多个与单株产量和穗长有关的一因多效QTL位点(Q.GY-5A),检出了在不同环境中稳定存在的分蘖数和单株产量QTL位点(Q.TN-2B)。研究定位到一个在各个环境下均稳定存在的株高相关QTL(Q.PH-4D),该QTL位点位于4D染色体上barc288-wmc720之间,两侧位点间距为1.5cM,为负效应QTL,可解释15.2%的变异率,推测可能属于小麦Rht基因家族,位于矮杆基因(RHt10)附近。研究同时发现,该RIL群体中,决定千粒重的主效QTL与株高主效QTL没有位于同一连锁群,提示可由此获得降低株高且同时增加千粒重的优良种质资源。利用高稳系数法和平均隶属函数值法对RIL群体的产量稳定性进行考察,发掘了2个可靠的产量稳定性主效QTL,其中QTL(sQ.IH-5B)通过两种不同的产量稳定性鉴定方法检出,且与一个千粒重相关的QTL位点(Q.GW-5B)相邻;QTL(sQ.EH-2A)与单株产量QTL(Q.GY-2A1)连锁,位于2A染色体上的光周期基因(Ppd-A1)附近。研究同时也证明了利用高稳系数法和隶属函数值法进行小麦跨生态区产量稳定性QTL定位是可行的。