合肥治疗白癜风的医院 http://pf.39.net/bdfyy/到目前为止，小麦每年的增产率仍然低于人们所需粮食的增加速度，小麦产量提升也出现了一定的停滞期，在现代育种模式下小麦品种之间遗传多样性的降低也是其原因之一，导致小麦改良的遗传基础也越来越窄。斯卑尔脱小麦（T.speltaL.）是小麦属中的六倍体带皮栽培种之一，具有较高的营养成分，其微量元素含量较普通小麦高且含量丰富。斯卑尔脱小麦与普通小麦基因组相同（AABBDD），遗传距离较小，有助于生产稳定的杂交品种。小麦粒长是复杂的受多基因控制的数量性状，且对环境因素也较敏感，因此主要受环境和遗传因素相互作用影响。就籽粒性状而言，与祖先小麦种类相比，现代种质库中籽粒性状的表型变化显著减少，遗传多样性降低，挖掘控制粒长的位点对于产量提升和小麦育种方面具有重要的作用。小麦粒长相关的QTL几乎已在小麦每条染色体上都检测到，但通常表现为微效且不稳定。其中大部分是在单一群体中检测到的，没有在不同背景中得到验证，因此挖掘并鉴定稳定遗传的粒长QTL对小麦育种工作来说是有必要的。本研究利用3个小麦品种分别进行杂交获得的两个F3双亲群体：BLS1和99E18（BLE18，作图群体）、BLS1和Sumai3（BLSM3，验证群体），分别由和个株系组成。BLS1是从EMS诱变的小麦品种LJ突变体库中筛选到的一个稳定遗传的突变体（M5代）。LJ是稳定遗传的株系，来源于斯卑尔脱小麦（LS）和普通小麦（JM）的杂交后代，鉴于其相对较好的农艺性状包括适宜的株高和较大的穗，因此选择LJ作为育种亲本。在常规栽培条件下，BLS1的粒长可达8mm，99E18和Sumai3表现出比BLS1更短的粒长，且均具有优异的抗病性，尤其是Sumai3，是一个具有抗赤霉病基因Fhb1的经典小麦品种。
1、表型鉴定及相关性分析
与BLS1相比，99E18的粒长（KL）值显著降低，但粒宽（KW）值显著增加（表1和图1a)。除个别环境外，BLS1的KL和千粒重（TKW）值均显著高于Sumai3(表1)。BLE18的KL频率分布在不同环境下均呈现近似正态分布(图2)。与3个亲本的KL关系一致，BLS1的籽粒表皮细胞长度和宽度均显著大于99E18和Sumai3（图1b,c,d）。图1籽粒及其表皮细胞的表型。
表1不同亲本和两个群体在不同环境下的表型
图2不同环境下BLE18粒长(KL)的频率分布
2、BSA-K分析
通过筛选群体极端池和亲本池之间有差异的纯合多态SNP，并将这些差异SNP位点整合到小麦的21条染色体上，结果表明，共筛选到个高可信度的差异SNP，其中在4A染色体上含量最多，因此初步确定在4A染色体上可能存在着控制粒长的位点(图3a)。在4A染色体90-Mbp之间SNP集中度 ，将这一段选为候选区段（图3b）。图3遗传图谱及主效QTL在BLE18群体中对粒长的效应
3、遗传图谱构建及QTL定位
根据两个亲本和两个混池之间的多态性SNP，在4A染色体上共开发了33对可用的KASP标记，通过分子标记对BLE18群体进行基因分型，结合不同标记和群体的基因分型结果，构建了长28.9cM的遗传连锁图谱（图3c）。在三个环境下的粒长以及BLUP值均上鉴定到一个稳定的粒长QTL(Qkl.sicau-BLE18-4A)，此QTL侧翼标记为KASP-AX-和KASP-AX-，区间间隔为2cM（表3和图3c）解释了10.87~19.30%的表型变异，LOD值在3.01~6.41之间。通过分析Qkl.sicau-BLE18-4A对BLE18群体粒长的影响发现，携带Qkl.sicau-BLE18-4A位点的株系粒长均显著高于不携带此位点的株系粒长(图3h)。进一步分析还表明，该主效QTL对KW和TKW没有直接作用。表3不同环境下，在BLE18群体中粒长QTL(Qkl.sicau-BLE18-4A)的鉴定
4、粒长主效QTL的验证
利用与Qkl.sicau-BLE18-4A紧密连锁的侧翼标记KASP-AX-和KASP-AX-，验证了Qkl.sicau-BLE18-4A在不同环境的效应。显著性分析表明，在BLSM3群体中，携带亲本BLS1纯合位点的株系粒长均显著高于携带Sumai3纯合位点的株系粒长（p0.05,图4），与在BLE18群体中得到的结果一致，这些结果进一步证明了Qkl.sicau-BLE18-4A是一个稳定遗传的QTL。图4主效QTL在不同环境下对BLSM3群体粒长的效应
全文总结：
高产、优质是小麦育种的根本目标。籽粒长度(KL)作为籽粒大小的主要组成部分，可以间接改变粒重进而影响产量。鉴定和利用小麦遗传资源中的优良位点对培育高产优质小麦具有重要意义。本研究利用低代小麦群体结合BSA-KSNP分析两个极端粒长池的遗传差异。在由BLS1与99E18杂交衍生的F3群体中，鉴定到一个主效且稳定的粒长QTLQkl.sicau-BLE18-4A，并在另一个F3双亲群体中利用2个侧翼标记在不同环境下成功验证。并在Qkl.sicau-BLE18-4A区间内检测到4个与籽粒生长调控相关的候选基因。本研究为后续的精细定位、候选基因的挖掘和粒长调控分子机制的研究奠定了基础。该结果于年5月19日在线发表于BMCGenomics杂志上（IdentificationandvalidationofamajorQTLforkernellengthinbreadwheatbasedontwoF3biparentalpopulations）。文章链接：DOI:10./s---3该研究得到国家自然科学基金、四川省科技厅应用基础研究项目和四川省科技厅国际科技合作与交流项目的资助。
主要参考文献：
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