小麦苗期活力相关性状选择及QTL定位

Drought stress in seedling stages can go on to inhibit subsequent growth and development, and may finally result in a significant reduction in yield. Seedling vigour was consided to be critical for resisting drought. However, it was not benefit for yield in specific environment. In order to clarify the value of seedling vigor in dry farming area, two recombinant inbred lines (RILs), derived from Jingdong 8/Aikang 58 and LongJian 19 / Q9086, will be investigated in the field at two environments during two crop seasons. Normalized difference vegetative index (NDVI)、Ground cover(GC) and yield will be collected in drought stress and control under field conditions. Under PEG stress and control condition, coleoptiles and root traits will be examined in lab. QTL mapping for seedling vigour was conducted in two RILs. A nature population from Chinese wheat cultivars and advanced lines will be used to evaluate seedling traits and major QTL. Thereafter, QTLs of seedling traits and yield were helpful for understanding the relationship among seedling traits and yield in different environments, and the major effective markers of seedling vigour will be employed in wheat breeding programs for improvement of drought resisitance.

幼苗活力对于小麦抗旱性和早期发育有重要影响，理解苗期活力相关性状的遗传效应及产量贡献机制，对培育苗期抗旱节水品种具有重要价值。本项目采用陇鉴19/Q9086和京冬8号/矮抗58两个重组自交群体，在北部旱地生产条件下，分别进行两年两点苗期活力性状研究,并在实验室水培条件下,进行根系和胚芽鞘生长的研究,定位种子萌发期胚芽鞘、根系性状以及田间苗期植被归一化指数（NDVI）和植株覆盖度（GC）等苗期活力相关性状的主效QTL，明确苗期活力性状的基因位置及不同水分条件下的遗传效应，阐明苗期性状间相互关系及对产量影响的分子机理,为利用苗期性状改良小麦抗旱性提供理论依据。

幼苗活力对于小麦抗旱性和早期发育有重要影响，理解苗期活力相关性状的遗传效应及产量贡献机制，对培育苗期抗旱节水品种具有重要价值。本项目利用京冬8号/矮抗58重组自交系群体和鲁麦14/长6878的DH群体，通过遗传图谱构建和表型鉴定，分别在田间和水培条件下，研究了小麦苗期活力相关的地上部分和根系性状以及产量和生长发育性状，发现苗期活力性状的与产量性状具有相关性。.两个群体分别定位苗期活力性状的QTL，分布在染色体1A、1B、2A、2B、2D、3A、3B、3D、4B、5A、5B、5D、 6A、6D、7A和4A、4D、7B上，其中2A上Xwmc3、5B上Xbarc74、6D上Xbarc365附近的QTL解释表型变异7-17.6%。其中3A染色体上Xbarc1044、5B上Xbarc74、6A上Xwmc256等QTL表现加性效应，解释表型变异在10%以上。4A上控制总根长和最大根长的QTL与控制种子发芽率的QTL分别解释表型变异的16.9%和14.5%、18.9%。4A上根干重的QTL解释表型变异69%，可能是一个主效基因。而4D上最大茎长、总茎长的QTL，解释表型变异26%和20.5%。.通过苗期性状间相互关系及与生长发育性状、产量性状的关系分析，发现了一些重要的多效性QTL。5B和6D上增加冬前苗期活力和春季苗期活力的QTL增加千粒重，4D上矮秆基因Rht-D1b基因，对苗期活力产生严重不利影响，3A、3B、7A上产量与春季苗期活力相关的基因，表现方向的一致性。4D上控制叶片宽QTL与叶片长宽比QTL重叠，也与抽穗期植被指数、灌浆后期植被指数和株高QTL重叠，6A染色体上Xwmc256附近增加春季苗期活力QTL，不影响冬前苗期活力，同时降低株高、增加千粒重。这些结果有助于理解苗期活力性状与产量协同改良的分子机理，为分子标记辅助间接选择产量提供了理论依据。.通过比较两个代表性品种长6878和中麦175的活力差异，提出旱肥型品种具有根系和春季苗期活力高的特点，而旱薄型品种具有根系高活力而地上部分低活力的特点，这是开展苗期活力选择抗旱丰产和抗旱耐瘠品种的差异。本研究发表论文中提供的表型田间选择技术，可以直接用于小麦育种实践。