川麦42和川农16抗穗发芽QTL定位及聚合效应分析

王琴; 刘泽厚; 万洪深; 魏会廷; 龙海; 李涛; 邓光兵; 李俊; 杨武云; 《中国农业科学 》 2020 北大核心 CSCD

摘要：[目的]小麦穗发芽严重影响小麦产量和品质,是全球小麦生产面临的重大问题之一.通过鉴定挖掘抗穗发芽QTL,聚合穗发芽抗性位点,选育抗穗发芽小麦品种,为四川小麦穗发芽抗性改良提供技术和材料支撑.[方法]以川麦42/川农16重组自交系(RIL,F8)为材料,于2016—2018年分别在2个环境下对RIL群体进行籽粒发芽指数(GI,2016和2018)、籽粒发芽率(GR,2016和2018)和整穗发芽率(SGR,2017和2018)3个穗发芽指标测定.利用90K SNP芯片构建的遗传图谱检测全基因组穗发芽相关QTL,并分析抗性QTL聚合效应.[结果]双亲间GI、GR和SGR指标值差异显著,亲本川农16穗发芽抗性明显优于亲本川麦42.共检测到11个与穗发芽抗性有关的QTL,主要分布在2B、2D、3A、3D、4A、5A、5B和6B染色体上.5B染色体上检测到的单个环境表达的整穗发芽QTL解释的表型变异率最大,达到29%;在2D和3A染色体上检测到的整穗发芽主效QTL,以及5A染色体上检测到的与种子休眠相关的籽粒发芽主效QTL,在2个环境下均能表达,其抗穗发芽等位变异均来源于川农16.基因型分析发现,RIL群体中不同株系聚合抗性QTL的数量变幅为1—9个,表现为抗穗发芽的株系均携带4—9个与穗发芽相关的抗性QTL.重组自交系群体中6个株系GI、GR和SGR值均在15%以下,表现出高抗穗发芽特性;这6个优异株系聚合了多个与穗发芽相关的抗性QTL,且均聚合了川麦42在4A染色体上的微效QTL(QGi.saas-4A和QGr.saas-4A),以及川农16在2D和5B染色体上的主效QTL(QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B);编号为104和125的优异株系已通过审定,定名为川麦104和川麦64.其中,川麦104于2012年同时通过国家和四川省审定,其抗穗发芽能力强,产量、品质、抗病等优良性状突出,聚合了7个正向穗发芽QTL,包括2B、2D和5B染色体上来源于川农16的4个抗性QTL(QGi.saas-2B、QGr.saas-2B、QSgr.saas-2D和QSgr.saas-5B),以及4A和6B染色体上来源于川麦42的3个QTL(QGi.saas-4A、QGr.saas-4A和QGr.saas-6B);近年来,川麦104已成为西南麦区小麦育种的核心亲本,育成小麦品种(系)18个.[结论]共检测到11个抗穗发芽QTL,其中3个来源于川麦42,8个来源于川农16;RIL群体中的抗穗发芽株系均携带4—9个抗性QTL,优异株系川麦104和川麦64高抗穗发芽,均聚合了7个穗发芽抗性QTL.

关键词： 小麦 穗发芽 QTL定位 QTL聚合 聚合效应