【摘 要】
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小麦（Triticum aestivum L.）作为世界第一大口粮作物,是人类重要的粮食来源,也是重要的蛋白质来源。随着小麦品质的重要性日益提高,选育优质小麦品种和挖掘优质基因也已经成为小麦遗传改良的重要育种目标。本研究采用近年来以黄淮麦区为主育成的272个小麦品种（系）为试验材料,通过测定其蛋白质和淀粉相关品质品性状,结合GB/T17320-2013中小麦品质指标的划分规则,筛选出强筋、中强筋、
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小麦（Triticum aestivum L.）作为世界第一大口粮作物,是人类重要的粮食来源,也是重要的蛋白质来源。随着小麦品质的重要性日益提高,选育优质小麦品种和挖掘优质基因也已经成为小麦遗传改良的重要育种目标。本研究采用近年来以黄淮麦区为主育成的272个小麦品种（系）为试验材料,通过测定其蛋白质和淀粉相关品质品性状,结合GB/T17320-2013中小麦品质指标的划分规则,筛选出强筋、中强筋、中筋小麦优质小麦品种（系）;同时基于转录组测序数据进行全基因组关联分析和加权基因共表达分析挖掘与小麦品质性状相关联的的标记/候选基因,为小麦品质育种改良及候选基因克隆和功能研究提供一定依据。主要结果如下:（1）小麦品质性状测定及优质小麦品种（系）的筛选。对272份小麦品种（系）的蛋白质含量、面团流变性特性、沉淀值、降落值和淀粉糊化特性等15个品质性状进行测定,结果分析表明各性状变异幅度较大（1.82%～80.01%）,其中稳定时间（ST）的变异系数最大,峰值时间（Pti）的变异系数最小。相关性分析表明,蛋白质相关性状之间、淀粉糊化特性相关性状之间的相关性大多呈现显著正相关。根据国标GB/T17320-2013对小麦品种进行品质类型的划分,共筛选出7个强筋小麦,24个中强筋小麦（系）和91个中筋小麦（系）。（2）品质性状的关联分析。利用TASSEL 5.0软件,采用混合线性模型（MLM）,以主成分分析（PCA）和亲缘关系（Kinship）作为协变量,结合课题组前期已获得的176,357个SNP/In Del标记基因型数据,对品质性状进行全基因组关联分析。结果显示,3392个位点即882个标记,与15个性状在p＜0.00001水平显著关联,分布在小麦20条染色体上（除4D染色体）。其中吸水量、形成时间、稳定时间、沉淀值、湿面筋含量、蛋白质含量、面筋指数、峰值粘度、低谷粘度、衰减值、最终粘度、回升值、峰值时间、糊化温度、降落值显著关联的标记分别为5、368、625、165、9、5、451、10、15、22、17、13、26、18和14个。其中,检测到118个标记与3个性状显著关联,136个标记与4个性状显著关联,2个标记与5个性状显著关联,是多效性标记。（3）加权基因共表达分析。对272份小麦样品转录组数据进行FPKM标准化,过滤掉低置信度基因并根据平均标准差进行过滤,最终得到9473个基因,用于构建WGCNA。分析共筛选出17个模块,并计算模块与15个品质性状相关性,发现深红色（darkred）模块和lightgreen模块品质性存在相关性。对两个模块进行GO和KEGG分析,发现两个模块均涉及到碳水化合物代谢（Carbohydrte metabolism）、脂类代谢（Lipid metabolism）生物过程,这些生物过程与小麦品质形成相关。并最终获得20个核心基因,这些基因的水稻同源基因在花药发育、低温抗逆、乙烯分子应答以及抑制α-淀粉酶方面发挥作用。
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