小麦抗旱相关重要性状数量位点遗传剖析及其QTL热点区域候选基因/标记发掘

本研究利用抗旱性强的冬小麦品种陇鉴19与水地高产品种Q9086杂交，通过一粒传获得的F7重组近交系群体，借助SSR分子标记构建涵盖小麦21条染色体遗传连锁图谱，拟通过3年3点田间雨养和正常灌溉条件下对该群体抗旱相关重要性状进行QTL定位和遗传剖析，阐明其分子数量遗传基础；利用本研究已定位的抗旱相关重要性状QTL信息、QTL数据库和文献搜集小麦抗旱相关QTL信息，整合构建小麦抗旱相关重要性状的QTL一致性高密度图谱，寻找QTL热点区域和预测特定染色体标记区间功能,发掘QTL热点区域内与抗旱相关重要性状QTL紧密连锁的分子标记，并对候选标记利用源数据库信息和生物信息学比对或通过以亲本基因组DNA抗感池为模板，利用该标记引物，进行基因克隆测序，序列比对来发掘候选抗旱相关基因/标记，探寻小麦抗旱性状-QTL-分子标记/基因/标记区间之间的关系，为小麦抗旱节水分子育种提供理论和应用依据。

干旱已成为制约我国小麦生产的重要瓶颈，开展小麦抗旱相关复杂数量性状QTL定位和遗传剖析，发掘候选标记，是当前小麦抗旱分子遗传育种研究热点问题。本研究利用小麦RIL群体和SSR分子标记构建遗传连锁图谱，通过多年多点试验对该群体抗旱相关重要生理和农艺性状进行QTL定位和遗传剖析；通过整合QTL信息，预测QTL热点区域和特定染色体标记区间功能，探寻小麦抗旱性状-QTL-分子标记/标记区间之间的关系，发掘候选分子标记。研究结果如下：.1）通过选用2187对SSR引物共筛选出多态性引物405对，多态性频率为18.52%。共有358对SSR引物的413个标记被定位在小麦21条染色体上，遗传连锁图长3209.6cM，平均每条染色体152.8cM，标记间平均距离为7.8cM。.2）小麦RIL群体各目标性状对干旱胁迫反应敏感，属于微效多基因控制的复杂数量性状，易受环境影响；其遗传基础由加性（A）、上位性（AA），加性×水分环境（AE）和上位性×水分环境（AAE）的互作效应组成，其中AA、AE和AAE占遗传主导效应。.3）所有目标性状在不同环境中共检测到356个A-QTL和637对AA-QTL，这些位点在小麦21条染色体上均有分布，其中分别有72.19%的A-QTL和66.56%的AA-QTL检测到显著水分环境互作效应；这些位点对表型变异贡献率普遍较小（＜10%）；不同环境条件下，控制目标性状的QTL有不同的表达规律，但检测到多环境重复表达的主效A-QTL；在不同染色体间和同一染色体内的不同区段上A-QTL呈现出显著不均匀分布，形成了QTL热点区域。.4）利用已报道的468个QTL以及本研究得到的356个QTL信息，以Somers 等（2004）构建的小麦高密度遗传图谱为参考图谱，映射整合构建了小麦抗旱相关性状QTL一致性图谱，共有518个QTL被定位，在小麦21条染色体上形成383个特定功能标记区间，其中有88.25%的标记区间存在功能重叠，即控制目标性状的基因可能存在“一因多效”现象，明确了小麦抗旱性状-QTL-分子标记/标记区间之间的关系，发掘到188个小麦抗旱候选分子标记和52个候选基因片段。.本研究结果奠定了小麦抗旱MAS的遗传理论基础和技术支持，且一些稳定表达的重要QTL位点及其候选标记对于构建QTL-NIL，进行QTL的功能研究、图位克隆和新基因挖掘具有重要意义。