小麦骨干亲本小偃6号关键基因组区段定位、传递及效应分析

Founder parents have played an important role for the development of wheat varieties and the wheat production in China. Identification and evaluation of the important genomic regions in founder parents can facilitate understanding of the genetic basis for founder parents and provide guidelines for future wheat breeding. Xiaoyan 6 is one of the most important founder parents, from which Xiaoyan 54 was derived. We have conducted a series of quantitative trait locus (QTL) analysis using "Xiaoyan 54 × Jing 411" recombinant inbred line population. The present study selects important genomic regions and their closely linked markers on the basis of QTL mapping to: (1) further validate the QTLs by association mapping, identify and evaluate the alleles of the genetic regions to find the most important genetic regions and their most effective alleles; (2) determine the transmit patterns of the important genomic regions of the founder parent Xiaoyan 6 to its derivative varieties and (3) construct backcrossing introgression lines and near-isogenic lines of important genomic region to evaluate the breeding effects of different alleles, and select new wheat lines that with improved agronomic and yield performances which may be useful in wheat genetic improvement.

骨干亲本在我国小麦育种和生产中发挥了至关重要的作用。阐明骨干亲本关键基因组区段的遗传和分布特征，有利于全面解析骨干亲本形成的遗传基础和指导未来育种工作。小偃54是骨干亲本小偃6号的系选品种，本项目组以"小偃54×京411"重组自交系群体为材料开展了大量QTL定位工作。本项目拟在前期QTL定位的基础上，筛选成簇分布或稳定表达的关键基因组区段及其分子标记，以小麦自然群体为材料，利用关联分析的方法对QTL进行进一步验证，并检测这些QTL的不同等位变异，进而评价不同等位变异的遗传效应，找到骨干亲本发挥重要作用的关键基因组区段及其优异等位变异；以小麦骨干亲本小偃6号衍生品种群体为材料，利用分子标记对小偃6号衍生品种群体进行分析，阐明小偃6号关键基因组区段在其衍生后代中的传递规律；构建关键基因组区段的回交导入系和近等基因系，评价不同等位变异的育种效应，筛选能显著提高小麦农艺性状和产量性状的品系用于小麦

骨干亲本在我国小麦育种和生产中发挥了至关重要的作用。阐明骨干亲本关键基因组区段的遗传和分布特征，有利于全面解析骨干亲本形成的遗传基础和指导未来育种工作。小偃6号为我国小麦育种重要骨干亲本之一。本研究在对不同遗传背景QTL定位结果进行总结的基础上开展工作，主要取得了以下结果：.从一批控制产量性状、农艺性状和氮素利用效率相关性状的QTL中筛选出了12个在多环境条件下均能稳定表达或同时控制多个性状、成簇存在的关键基因组区段，涉及19个位点。.分析了控制千粒重，穗粒重、籽粒氮含量、氮素利用效率及小穗数等性状11个关键基因组区段在骨干亲本小偃6号衍生品种群体中的传递规律，并鉴定出它们的优势等位变异；分析了4个关键基因组区段在不同骨干亲本、不同时期的主栽品种和不同地域当前栽培品种中的分布特征。.利用Illumina iSelect 90K SNP芯片对小偃6号衍生品种群体进行全基因组扫描，通过全基因组关联分析共获得1108个与目标性状显著关联的MTAs（marker–trait associations）。其中，有93个MTAs在至少2个年份被检测到，有126个SNPs与至少2个性状显著关联。分析了在多环境都能与目标性状显著关联的SNPs/基因组区段上小偃6号等位变异在其后代的传递规律。.构建了6个关键基因组区段的回交导入系，目前已获得BC3~BC4代株系，并发现关键QTL的优势等位变异对目标性状均有不同程度的增效效应。.这些结果的取得既能为分析骨干亲本形成与利用规律提供依据，又能为分子设计育种提供参考。