小麦（Triticum aestivum L.）耐盐与耐旱性状的QTL定位及遗传标记开发

本研究通过重组自交系（RILs）群体结合水培实验，系统解析了小麦耐盐（100 mM NaCl）与耐旱（10% PEG-6000）性状的遗传基础。采用主成分分析（PCA）和隶属函数法筛选出16个耐盐和5个耐旱株系，定位到52个加性QTLs（分布于除1A/2D/4A外的21条染色体）和251个上位性QTLs（eQTLs），其中7个稳定QTL（如qShl-3B）和3个主效QTL（如qRn-3B）被鉴定。研究开发的InDel标记为分子育种提供了重要工具，为小麦抗逆遗传改良奠定理论基础。

　　

引言

小麦作为全球第三大粮食作物，其生长易受盐害和干旱胁迫影响。发芽期是小麦对胁迫最敏感的发育阶段，而耐逆性作为多基因控制的复杂性状，通过QTL定位挖掘相关遗传位点对育种至关重要。先前研究虽报道过部分耐逆QTLs，但针对发芽期多性状的系统分析仍显不足。

材料与方法

研究选用KN9204×J411衍生的188个F_8:9代RILs群体，通过水培实验模拟盐（100 mM NaCl）和干旱（10% PEG-6000）胁迫，测定鞘长（SHL）、苗长（SL）、最大根长（MRL）等8个性状。采用PCA和隶属函数计算综合评价值（D_S/D_D），基于660K SNP芯片构建高密度遗传图谱，利用IciMapping 4.2进行加性和上位性QTL分析。

结果

表型变异：胁迫下各性状均值显著低于对照（CK），其中MRL受干旱抑制最显著（降幅18.2%）。性状变异系数（CV）为3.23%~29.31%，广义遗传力（H²）为15.58%~44.41%。

QTL定位：

• 加性QTLs：52个位点中，qShl-3B（3B:190.17–192.17 Mb）是稳定主效QTL，解释10.96%~12.02%表型变异，其KN9204等位基因促进鞘长增长。qRn-3B（3B:327.16 Mb）对根数（RN）贡献率达10.12%。
• 上位性QTLs：251对eQTLs中，MRL相关互作最多（67对），如3A:345.76 Mb与5B:285.32 Mb组合贡献4.02%变异。

共定位分析：1D:463.13–479.13 Mb区间同时调控SHL和MRL，暗示该区域存在多效基因。

分子标记开发：针对qShl-3B设计的InDel标记（KN3B:195572704）在群体中验证了基因型-表型关联。

讨论

胁迫响应差异：盐胁迫显著抑制SL和MRL，而干旱对MRL影响最大，与Dhanda等研究一致。

QTL热点区域：

• 4B:22.70–35.70 Mb区间含qRn-4B和qShl-4B，与株高基因Rht-B1相邻；
• 7D:13.79–20.79 Mb的qRdw-7D与先前报道的Na⁺转运QTL重叠。

候选基因：qShl-3B区间内TraesCS3B02G178600（拟南芥SLAH3同源基因）可能通过调控气孔关闭增强耐旱性。

结论

研究揭示了小麦耐逆性状的复杂遗传网络，开发的分子标记和稳定QTLs（如qShl-3B）为抗逆育种提供了靶点。未来需结合田间试验验证水培结果，并深入解析候选基因功能。