中国农科院作科所定位小麦产量构成性状遗传位点

以下文章来源于The Crop Journal ，作者编辑部

预计到2050年，粮食产量至少要增加60%才能满足人口增长的需求，培育高产品种是保障粮食安全的重要途径。粒重和穗粒数是主粮作物小麦的两个重要产量构成性状，鉴定它们的遗传位点有助于解析小麦产量遗传基础和培育高产品种。

近日，中国农业科学院作物科学研究所小麦品质研究与新品种选育创新团队在The Crop Journal在线发表了题为“Identification and validation of stable quantitative trait loci for yield component traits in wheat”的研究论文，利用洋小麦×中优9507的重组近交系（RIL）群体鉴定到粒重和穗粒数的多个稳定数量性状位点（QTL），开发了与它们紧密连锁的KASP标记，在黄淮麦区的品种中验证了其遗传效应。

研究者利用小麦15K单核苷酸多态性（SNP）芯片对洋小麦×中优9507的RIL群体进行基因分型，结合该群体四个环境的表型数据共定位到24个QTL，包括5个千粒重（TGW）QTL、3个穗粒数（GNS）QTL、10个粒长（GL）QTL、6个粒宽（GW）QTL（图1）。其中，22个QTL能够在两个或两个以上的环境中检测到，认定为稳定的QTL。所鉴定的TGW和GNS遗传位点均为稳定QTL，其中QTGW.caas-2D、QTGW.caas-3B、QTGW.caas-5A、QTGW.caas-7A.2与籽粒大小QTL共定位，说明这些粒重QTL的遗传效应主要受籽粒大小控制；QTGW.caas-2D也与QGNS.caas-2D共定位，表明该一因多效位点调控千粒重和穗粒数之间的平衡。序列分析和连锁作图显示，TaGL3-5A和WAPO-A1分别是QTGW.caas-5A和QTGW.caas-7A.2的候选基因（图1）。研究者开发了一组与产量构成性状QTL紧密连锁的KASP标记，在黄淮麦区的骨干品种中验证了它们的遗传效应（图2）。结果表明，穗粒数QTL的等位变异未受明显选择，而千粒重QTL的优异等位基因均受到显著正向选择，显示了黄淮麦区的产量提高主要依赖粒重增加。通过与前人的研究结果进行比较，明确了这里所鉴定的大部分QTL可以在不同遗传背景下检测到，而QTGW.caas-7A.1可能是一个新QTL。这些研究结果不仅为提高小麦产量提供了有价值的遗传信息，而且为分子标记辅助选择创造了有用的工具。

图1 千粒重（TGW）、穗粒数（GNS）、粒长（GL）、粒宽（GW）QTL和候选基因的遗传图谱

图2 千粒重和穗粒数QTL在黄淮麦区骨干品种中的遗传效应验证

作者和基金项目

中国农业科学院作物科学研究所博士研究生李玲莉为该文第一作者，曹双河副研究员和张艳研究员为共同通信作者。该研究得到国家自然科学基金项目（91935304和32272182)和中国农业科学院科技创新工程项目资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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