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为解决小麦抽穗期（HD）遗传因素不明的问题，研究人员以重组自交系（RIL）群体为材料开展研究。结果发现稳定 QTL（qDH - 3A），开发并验证了相关 KASP 标记。该研究为小麦育种提供工具，助力培育适应环境的品种。
在广袤的农田里，小麦是极为重要的粮食作物。抽穗期（Heading Date，HD）作为小麦关键的农艺性状，对其适应环境的能力和最终产量有着举足轻重的影响。在韩国，早期抽穗的小麦品种因较长的成熟期，往往有着更高的蛋白质含量和更优的面筋质量。然而，尽管两个韩国小麦品种 Jokyoung 和 Joongmo2008 在主要抽穗基因 Vrn - 1 和 Ppd - 1 上具有相同基因型，但它们的抽穗期却存在显著差异，背后的遗传因素一直是个未解之谜。这一谜团严重阻碍了小麦育种工作，使得培育更适应不同环境、更高产优质小麦品种的进程受阻。为了攻克这一难题，来自韩国农村振兴厅（Rural Development Administration）国家作物与食品科学研究所等机构的研究人员开启了深入探索之旅。
他们的研究成果发表在《BMC Plant Biology》上，为小麦遗传育种领域带来了新的曙光。研究人员通过一系列关键技术方法，取得了重要的研究成果。
在实验材料准备上，研究人员利用单粒传法，结合快速春化（Speed Vernalization，SV）系统和快速育种（Speed Breeding，SB）系统，构建了 Jokyoung 和 Joongmo2008 杂交产生的重组自交系（Recombinant Inbred Line，RIL）群体。在基因分析技术方面，运用 CTAB 法提取基因组 DNA，借助 Axiom 35 K Wheat Breeder’s Array 对 RILs 进行基因分型，从而构建遗传图谱。同时，使用多种软件如 IciMapping、GAPIT 和 R/qtl 进行 QTL 分析，精准定位相关基因位点。为了进一步验证和应用，还开发了竞争性等位基因特异性 PCR（Kompetitive Allele - Specific PCR，KASP）标记。
研究结果如下：
1. 抽穗期差异显著且基因相同
研究发现，Joongmo2008 在三个生长季都比 Jokyoung 更早抽穗，差异分别为 3 天、4 天和 4 天。对 Vrn - 1 和 Ppd - 1 基因座的基因分型显示，两个品种的 6 个相关基因等位基因完全相同，这表明这些基因并非造成抽穗期差异的主要原因。
2. 锁定关键 QTL 及候选基因
研究人员成功构建了包含 2677 个多态性标记的遗传图谱，覆盖基因组长度达 35321 cM。在 3A 染色体上鉴定出一个稳定的控制抽穗期的数量性状位点（Quantitative Trait Locus，QTL）——qDH - 3A，其 LOD 得分平均为 59.4，能解释 72.6% 的表型变异。通过不同软件交叉验证，确认了 qDH - 3A 的稳定性。在该位点还发现了 32 个候选基因，如 TraesCS3A02G525200 编码调控生长素相关的蛋白，可能通过影响生长素分布调控抽穗期；TraesCS3A02G523600 编码与细胞周期调控相关的蛋白，可能参与抽穗期的调控，但还需进一步研究验证。
3. KASP 标记开发与验证
基于 SNP 芯片标记 Ax - 95079372 开发的 KASP 标记，在 RIL 群体和更广泛的遗传资源中都能有效区分不同等位基因。携带不同等位基因的品种，抽穗期存在显著差异。例如，在 555 份遗传资源和 61 份韩国品种中，携带 “G” 等位基因的品种比携带 “A” 等位基因的品种，抽穗期平均延迟 2.1 天和 2.6 天。同时，研究还发现 qDH - 3A 基因型与 Vrn - D1、Ppd - D1 基因型之间存在相互作用，在不同遗传背景下对抽穗期的影响不同。
在研究结论与讨论部分，该研究意义重大。一方面，明确了 qDH - 3A 在调控小麦抽穗期上的关键作用，尽管其效果受遗传背景影响，但仍是一个极具潜力的精细调控抽穗期的位点。另一方面，开发的 qDH - 3A KASP 标记可广泛应用于小麦育种项目中的标记辅助选择（Marker - Assisted Selection，MAS），帮助育种者选择合适的等位基因，使小麦抽穗期更好地适应不同环境，进而提高产量和品质。不过，研究也指出，未来还需对 qDH - 3A 位点进行精细定位，确定其具体调控基因，深入了解其与其他抽穗期相关基因的相互作用，以便更精准地应用于小麦遗传育种工作，为全球粮食安全贡献更多力量。
