大麦产量性状杂种优势位点的定位研究

100 DH lines of a DH population derived from nasonijiao × TX9425 will be used to construct an immortalized F2 population including 200 crosses. Then the population will be genotyped by SSR and SNP markers to construct a high-density genetic map. Both 100 DH lines and 200 crosses will be planted at 2plots in two years. And 6 yield traits including spikes per plant, kernels per spike, 1000-kernels-weight, kernels per plant, kernels weight per plant and block yield will be investigated to analyze mid-parent and over-higher-parent heterosis value. Then heterosis loci ( HL) of the six yield traits will be mapped by composite interval mapping method. The HL×HL and HL × environment will be analyzed to preliminarily reveal the genetic mechanism of barley yield heterosis. And HL with stable heredity in various environments will be selected for the marker assist selecting of barley heterosis, which would promote the utilization of barley heterosis in production.

以Nasonijiao×泰兴9425杂种F1花药培养的100个DH系为亲本材料，组配200个杂交组合构建永久F2群体，利用SSR和SNP分子标记构建永久F2群体的高密度遗传图谱。通过两年两点3重复大田试验鉴定永久F2群体单株穗数、主穗粒数、千粒重、单株粒数、单株粒重及小区产量6个性状，分析各性状杂种优势。分别以中亲优势和超高亲优势为表型数据，利用复合区间作图法对6个产量性状的杂种优势位点进行定位，初步探明大麦杂种优势位点间及位点与环境间互作，筛选不同环境下稳定遗传的杂种优势位点，为杂交大麦强优势组合的分子标记辅助选择提供依据，促进大麦杂种优势在生产上的利用。

杂种优势是作物品种改良的重要手段之一，目前已成功应用于水稻、玉米、棉花等作物。大麦杂种优势研究开始于上世纪40年代，目前杂交大麦在欧洲已开始小面积种植，然而对于大麦杂种优势形成机理研究仍未见报道。为探索大麦强优势组合形成机理，本项目利用Naso Nijiao×泰兴9425构建的DH群体的113个DH系，分别于2015至2017年春季构建包含226个杂种F1的IF2群体，同年秋季分别在扬州和盐城试点进行IF2群体及亲本的单株穗数、主穗粒数、千粒重、单株粒重和单株干重5个单株产量性状鉴定,分析了各性状的中亲优势和超亲优势。结果表明，大麦单株穗数等5个产量性状存在普遍的中亲优势，超亲优势组合较少，中亲优势和超亲优势值在不同基因型间存在显著差异，环境因素对大麦产量性状杂种优势具有显著地影响。通过简化基因组测序（GBS）技术测定113个DH系基因型，构建包含492个SNP标记的遗传图谱，共检测到15个产量性状中亲优势位点和23个超亲优势位点，在15个中亲优势位点中，7个位点的表型解释率大于10%；23个超亲优势位点中，10个位点的表型解释率大于10%，位于5H染色体的千粒重超亲优势位点在3个环境均被检测到。获得的解释率较高或多环境稳定遗传的杂种优势位点，为进一步揭示大麦杂种优势遗传机理奠定了研究基础。