小麦-冰草新种质中多粒性状的QTL定位与利用效应分析

在小麦产量构成三要素中，增加穗粒数是小麦高产育种的主攻方向之一。而增加穗粒数是基于小麦多粒种质的挖掘和创制。小麦-冰草新种质普冰3504选自小麦-冰草远缘杂交的衍生后代，具有典型的多穗粒数特征。可是普冰3504中多粒性状的遗传基础和利用效应研究仍是空白。本项目将采用普冰3504与穗粒数较少的品种京4839杂交构建的RIL群体对多粒性状进行QTL定位，利用GISH、FISH技术对普冰3504新种质中冰草易位片段进行鉴定，通过分析多粒性状QTL位点与冰草易位片段的关系，阐明新种质中多粒基因的来源。将普冰3504与来自我国不同生态区的9个栽培品种配制杂交组合，通过考察各组合的F1、F2代在多环境下的穗粒数、有效分蘖数和千粒重性状，分析普冰3504多粒性状在协调产量三要素前提下的育种利用价值。通过本项目的实施，将阐明小麦-冰草新种质中多粒基因的来源与育种效应，为小麦高产育种提供理论与物质基础。

在小麦产量构成三要素中，增加穗粒数是小麦高产育种的主攻方向之一。小麦-冰草新种质普冰3504选自小麦-冰草远缘杂交的衍生后代，具有典型的多穗粒数特征。对普冰3504中多粒性状的遗传基础和利用效应研究仍是空白。本项目首先以普冰3504与6个生态区小麦品种杂交F1代、F2代穗粒数的表型特征，分析了普冰3504多粒性状的遗传特征和育种价值。3个环境下的表型数据显示，普冰3504的多粒性主要受加性遗传效应所控制。F2代分离群体表明，从杂交后代中很容易选择出穗粒数高，同时保持千粒重和有效分蘖不降低的后代。杂交后代产量三要素具有很好的协调性，说明普冰3504的多粒性状在育种中的潜在利用价值。进一步采用普冰3504与穗粒数较少的品种京4839杂交构建的F7代RIL群体对多粒性状进行QTL定位，分别在小麦1AS和4AL两个染色体上定位到2个主效QTL。1AS染色体上SSR26-cfa2153区间0.83cM之内的QTL在5个环境下可以稳定检测到，单环境下穗粒数的解释表型变异度（PVE）最高达45.23%，5个环境下平均PVE为22.8%。1AS的SSR26-cfa2153区间，还存在控制有效分蘖数和小穗数的QTL，表明这一区间具有一因多效功能，是一个与小麦穗部性状相关的重要染色体区段。此外，在4AL染色体上barc1047-wmc718区间17.41cM范围之内，我们也定位到一个决定小穗数的主效QTL，在4个环境下可以稳定检测到，单环境下最高PVE达19.45%，平均PVE为10.87%。多年多点的表型数据和QTL定位结果解释了普冰3504多粒性状同时受多小穗粒数和多小穗数2个因子所贡献，遗传上主要受小麦1AS和4AL两个染色体区间所控制。这两个区间的定位尤其是1AS的染色体区段将有利于普冰3504多粒性状的分子标记辅助选择。通过本项目的实施，从理论上阐明了普冰3504多粒性状的遗传基础。