小麦碳同位素分辨率QTL定位及其与环境互作效应研究

发掘稳定表达的小麦水分利用效率（WUE）相关性状QTL及其紧密连锁的分子标记是小麦抗旱育种的重要课题。研究表明，小麦WUE与碳同位素分辨率（?）呈负相关，用?值可作为选择小麦抗旱和高WUE的理想指标，不同小麦?值有较大的基因型差异，并具有较强的遗传力，?与蒸腾速率等许多抗旱相关性状关系密切。关于小麦?的QTL 定位及分子标记的研究目前还没有报道，本项目拟利用高WUE低?值小麦品种与低WUE高?值小麦品种杂交构建的重组自交系（RIL）为材料，构建分子遗传连锁图谱，对不同年份、不同水分条件、不同生育时期?QTL定位，明确?QTL有利等位基因在染色体上的位置，分析?QTL的加性、上位性效应及其与环境互作效应，明确?QTL的表达特点及最佳表达时期，筛选在不同水分条件下稳定表达，贡献率较高的?QTL，研究结果为小麦抗旱遗传改良及分子标记辅助选择育种提供理论依据，对提高小麦抗旱育种效率具有重要意义。

干旱缺水是制约我国西北干旱区小麦产量的重要因素。发掘稳定表达的小麦水分利用效率（WUE）相关性状QTL及其紧密连锁的分子标记是小麦抗旱育种的重要课题。本项目以小麦水、旱交重组自交系（RIL）群体为材料，在不同水分环境下研究∆的遗传规律，利用已构建的小麦分子遗传连锁图谱和QTL IciMapping 4.0软件，首次对碳同位素分辨率（∆）进行QTL定位与环境互作效应分析。主要研究内容及结果如下： .1.小麦遗传连锁图谱的构建.以春小麦重组自交系(RIL)宁春4号×宁春27号为作图群体，利用SSR标记构建小麦遗传连锁图谱。结果表明，用1001对SSR引物选出亲本间表现多态性的引物307对，多态性频率为30.7％。利用307对多态性引物对RIL群体进行分析，共检测到266个多态性标记位点。通过c2检测（P<0.05），有147个SSR标记表现为偏分离，偏分离率为55.3％，129个偏向母本宁春4号，其偏分离位点主要分布在B和D基因组上。用Mapmaker 3.0和Mapdraw V2.0软件将266个SSR位点绘在小麦遗传连锁图上，该图谱覆盖小麦基因组全长2187.79 cM，标记间的平均遗传距离为8.22 cM。.2.不同旱胁迫对碳同位素分辨率（∆）的影响 .随着旱胁迫的加强，∆有降低的趋势，∆超高值亲本（宁春4号）、超低值亲本（宁春27号）所占比例逐渐增大。不同年份、同一水分条件下RIL群体的∆差异很小，表明∆比较稳定。RIL群体的∆值呈正态分布，∆属于数量性状遗传。.3.∆与生理性状、农艺性状的相关性.在旱胁迫下，∆与叶绿素含量呈显著负相关，∆与叶含水量呈显著正相关，∆与千粒重、穗粒重呈极显著负相关，表明抗旱（低∆）、高水分利用效率与高产关系比较密切。.4.∆主效QTL定位分析 .2年四种水分条件下共检测到控制小麦∆的主效QTL11个，位于2B、3B、7B、1D和3D染色体上。加性效应分析表明, 有9个加性QTL(A-QTL)增效等位基因来自宁春4号，表型贡献率在10.83-46.87%之间；2个A-QTL增效等位基因来自宁春27号，表型贡献率在10.85-11.96%之间。.5.∆QTL加性效应及其与环境互作.检测到9个A-QTL与环境发生互作，位于2A、7A、4B、3D染色体上，互作贡献率在1.02-3.15%之间。由于各互作效应贡献率较低，表明∆受加性效