节节麦-小麦衍生后代抗穗发芽特性的鉴定及数量性状位点的精细定位

Preharvest sprouting (PHS) is a serious problem in many major wheat producing areas around the world. white grained wheat is more sensitive to PHS compared with red grained wheat, it is of great significance to develop new white grained wheat germplasm resistant to PHS. This research used zhoumai18 directly hybridization with Aegilops tauschii T093 resistant to PHS from the Yellow River basin, then produced BC2F6 populations by backcrossing with wheat zhoumai 18, the resistance to PHS of the individuals of the populations are identified, some white and red grained individuals highly resistant to PHS were found ,This research is to identify the Ae. tauschii genomic regions and Quantitative trait locus (QTL ) associated with PHS resistance in these Ae. tauschii-derived the red and white wheat lines resistant to PHS and further fine mapping the high resistance to PHS in BC3F2 population derived from the individuals resistant to PHS of BC2F6 backcrossing with zhoumai 18.This results provide valuable information for maker-assisted selection for PHS ,and research into the mechanisms governing PHS and seed dormancy in wheat.

穗发芽是小麦生产中的严重问题，和红粒小麦比较，白粒小麦对穗发芽较为敏感，发掘新的白粒小麦抗穗发芽种质对小麦生产有重要意义。本研究利用来源于黄河流域的抗穗发芽节节麦T093和周麦18直接杂交，回交产生了(T093Ｘ周18) Ｘ周18 BC2F6群体，对群体个体抗穗发芽鉴定，发现部分白粒个体极抗穗发芽，本研究拟对该群体中抗穗发芽个体进行节节麦染色体区段、QTL位点进行鉴定, 在此基础上，进一步和周麦18回交，自交产生BC3F2群体，进行抗穗发芽特性的精细定位。该研究对小麦抗穗发芽分子辅助选择育种、揭示小麦抗穗发芽和种子休眠的分子机制提供重要信息。

通过六倍体小麦周麦18和节节麦T093杂交获得F1,然后应用秋水仙素对染色体加倍获得节节麦-小麦八倍体，继而和普通小麦回交3代后，选择个体自交4代，建立了一个只含有节节麦片段的普通小麦高代回交群体（201株）。分别在第3、5和7天评估高代回交群体中的种子休眠率（Dor），在染色体2D和3D上观察到2个主要QTLs（QDor-2D和QDor-3D）并且具有表型方差解释值（PVEs）分别为10.25%和20.40％。进一步的调查发现QDor-3D和Tamyb10基因之间有显著的相关性，而前者和TaVp1基因之间没有发现关联，暗示QDor-3D位点可能与Tamyb10更接近。用小麦660k芯片对亲本周18、节节麦T093和F2群体极抗池、极感池进行鉴定，利用4对SSR标记和10个KASP标记，在3D染色体上定位3个与穗发芽相关的QTL，分别命名为Qphs.3D.1、Qphs.3D.2、Qphs.3D.3。Qphs-3D.1 两端的分子标记分别为Xcfd223和KASP标记A009711之间，Xcfd223物理位置为564.6M，A009711物理位置为566.7M, Qphs-3D.1 的物理距离为2.1M。LOD为119.44，表型贡献率24.16%，加性效应为-16.61。Qphs-3D.2两端的标记分别为A009711 和A009180，A009711的物理位置为566.7M，A009180的物理位置为573.6M，之间的物理距离为6.9M，LOD为70.28，表型贡献率为15.49%， 加性效应为-12.59。基于转录组测序，筛选到Qphs.3D.1、Qphs.3D.2内共有11个差异表达基因。荧光定量PCR表明，3个基因与转录组表达结果一致，推测为参与抗穗发芽的候选基因，分别为泛素蛋白连接酶基因TraesCS3D01G466100、转录起始因子基因TraesCS3D01G468500和木质素酶抑制基因TraesCS3D01G467300。获得一些具有高抗穗发芽特性的普通小麦新种质可用于小麦育种。