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小麦(Triticum aestivum L.)是世界上重要的粮食作物之一,选育高产优质的小麦品种是小麦育种的重要目标。小麦10-A是导入黑麦外源基因而形成的多小穗品系,具有小穗数多、穗大、生育期晚等特点。为深入解析其性状的遗传规律,本研究以多小穗种质10-A为母本,小麦品系BE89为父本,分别构建了F2群体和F2:3家系群体,利用SSR和SNP等分子标记构建其遗传连锁图谱,分别在三个环境下调查10个农艺性状和9个籽粒性状表现,并对其进行了QTL定位分析,以期获得控制这些性状的重要QTL,为相关基因克隆和育种工作奠定基础。本研究主要结果如下:1.对2013~2014年度温江F2群体种植于(E1),2014~2015年度温江(E2)、崇州(E3)和雅安(E4)的F2:3家系群体的性状调查表明,4个环境中10-A穗长、总小穗数、穗粒数和穗密度等农艺性状以及籽粒长、籽粒宽、表面积等籽粒性状显著高于BE89。F2群体和F2:3群体在株高、千粒重、单株产量、籽粒周长、籽粒表面积等性状上具有明显的超亲优势。所有性状在4个环境中的平均变异系数为25.1%,单株产量的变异系数最高为50.6%,抽穗期的变异系数最低为4.83%。简单相关分析表明:61.9%的相关系数达到显著或极显著相关水平,其中穗粒数与总小穗数、株高、穗长和单株产量在4个环境中均达到极显著正相关水平,与千粒重在4个环境中均未达到显著水平;总小穗数与穗粒数和穗长的相关系数最高。回归分析表明:穗粒数、有效分蘖数和千粒重是影响单株产量的主要因素,株高和穗长对单株产量的影响在不同的环境中存在差异。2.利用SSR和SNP分子标记,扫描F2群体的186个单株,使用JoinMap version4.0软件构建遗传连锁图谱,最终有1079个标记(1072个SNP和7个SSR)被成功连锁到全部21条染色体上。图谱总长度为2074.5cM,由27个连锁群组成,每条染色体平均长度为98.8cM,标记间平均遗传距离1.9cM。A、B、D染色体组长度分别是847.0cM (40.8%)、803.3cM cM (38.7%)和424.2cM cM (20.5%),标记数分别为440(40.7%)、511(47.4%)和128(11.9%),平均遗传距离分别为1.9cM、1.6cM和3.3cM。SSR和SNP标记数量在染色体上的分布不均匀,其中,5B染色体上的标记数目最多,达到114个,而标记数最少的7D染色体上只有7个标记。遗传图谱最长的是7A染色体(181.6 cM),图谱最短的是6D染色体(27 cM)。标记密度最高的是1B染色体(0.9 cM),包含102个标记;标记密度最低的是4D染色体(7.3 cM),包含9个标记。3.运用QTL IciMapping Version4.0软件中ICIM-ADD作图方法,分别对4个环境下的F2群体和F2:3家系的10个农艺性状进行QTL定位及分析,共检测到76个(92个单一环境QTL)控制农艺性状的QTL位点,分布在1A、1B、1D、2A、2B、2D、 3A、3B、3D、4A、4B、4D、5A、5B、6A、6B、7A等17条染色体上,单个QTL可以解释表型变异的3.48-46.48%。共检测到5个控制抽穗期的QTL,单个QTL可以解释表型变异的5.54~11.95%,其中QHd-2A.1在E1和E2中均被检测到,贡献率分别为10.72%和8.49%,加性效应分别为2.83和3.01,增效效应来自母本10-A;10个控制株高的QTL,单个QTL可以解释表型变异的5.27~13.66%,其中QPh-3A.1在E2和E4中被重复检测到,贡献率分别为13.51%和8.64%,增效效应来自父本BE89;3个控制有效分蘖数的QTL,单个QTL可以解释表型变异的7.42-13.44%,其中QFtn-7A.1能解释13.44%的表型变异,增效效应来自父本BE89;10个控制穗长的QTL,单个QTL可以解释表型变异的4.2-19.45%,其QSl-5B.1在E1和E2中均被检测到,可解释19.45%表型变异,增效效应均来自母本10-A;12个控制芒长的QTL,单个QTL可以解释3.48-46.48%的表型变异,其中QAl-5B.1在4个环境中均被检测到,贡献率为6.19-11.07%,QAl-5A.2在E2、E3和E4中被均检测到,贡献率分别为33.80%、46.48%和37.98%,3个环境中的加性效应均为负值,增效效应来自父本BE89;12个控制总小穗数的QTL,单个QTL可以解释3.8-25.28%的表型变异,其中QTss-3A.1、QTss-5B.1、QTss-7A.1分别在E2和E4、E1和E3、E1和E2中重复检测到,QTss-3A.1分别解释25.28%和15.25%的表型变异,QTss-5B.1分别解释22.76%和5.59%的表型变异,QTss-7A.1分别解释5.65%和10.74%的表型变异,3个QTL的加性效应均为正值,增效效应均来自母本10-A;8个控制穗粒数的QTL,单个QTL可以解释4.84-26.88%的表型变异,其中QKns-5B.1在3个环境中均检测到,贡献率分别为15.85%、11.79和8.91%,增效效应来自母本10-A, QKns-2B.1在E1和E2中被重复检测到,贡献率分别为26.88%、和15.08%;7个控制穗密度的QTL,单个QTL可以解释7.47-16.27%的表型变异,其中QSd-7A.1能解释16.27%的表型变异,增效效应来自母本10-A;6个控制千粒重的QTL,单个QTL可以解释5.65~22.67%的表型变异,其是QTkw-2B.1和QTkw-3A.1分别能解释20.53%和22.67%的表型变异;3个控制单株产量的QTL,单个QTL可以解释8.05-14.38%的表型变异,其中QGwp-3A.1在E1和E2中均被重检测到,贡献率分别为12.60%和和14.38%,加性效应分别为3.12和1.63,增效效应来自母本10-A。4.对F2群体的9个籽粒性状进行QTL定位及分析,共检测到14个控制籽粒性状的QTL位点,分布在2A、2B、2D、3A、4B等4条染色体上,单个QTL可以解释表型变异的6.67-12.47%。共检测到2个控制籽粒直线长的QTL,其中QAsl-2B.1贡献率为12.47%,增效效应来自母本10-A;2个控制籽粒曲线长的QTL,其中QAcl-4B.1能解释16.67%的表型变异,增效效应来自母本10-A;2个控制籽粒曲线宽的QTL;2个控制籽粒宽长比的QTL;3个控制籽粒表面积的QTL;1个控制籽粒投影面积的QTL;2个控制籽粒体积的QTL。籽粒曲线宽和籽粒周长未检测到显著位点。5.综合农艺性状和籽粒性状的QTL定位,共检测到涉及到2个或2个以上性状的QTL置信区间重叠形成的12个QTL簇。其中,包括了16个性状,37个QTL,占总数的41.1%,分布在1A、2A、2B、2D、3A、4B、5B、6A、等8条染色体上。其中QTL簇C7位于3A染色体3064686-8-39364312区间,距离为1.51cM,包含7个控制穗长、总小穗数、穗粒数、千粒重、单株产量、籽粒表面积和籽粒体积的QTL,总小穗数和单株产量QTL在2个环境中检测到,除穗长外,其余性状QTL贡献率均超过10%,为重要的QTL簇,增效效应均来自母本10-A。QTL簇C11位于5B染色体393467615-120735620区间,距离为1.38cM,包含5个控制株高、穗长、芒长、总小穗数和穗粒数的QTL,控制芒长的QTL在4个环境中均检测到,控制穗粒数的QTL在3个环境中检测到,控制总小穗数的QTL在E1和E3中重复检测到,单个QTL可解释5.6~22.8%的表型变异,增效效应均来自母本10-A。