基于120K液相芯片的小麦株高及节间长度QTL新位点鉴定

　　

摘要： 株高是影响小麦株型和产量潜力的重要农艺性状。适宜的株高和节间长度组成，不仅可以增强抗倒伏能力，还有助于提高收获指数，是实现小麦高产稳产的重要保障。为进一步挖掘新的控制小麦株高及其构成因子的数量性状新位点，本研究以我国小麦骨干亲本百农矮抗58 (AK58)为母本、国外引进材料郑引麦2号(ZYM2)为父本，构建了包含183个家系的重组自交系(RIL)群体(AK58/ZYM2-RIL)。结合小麦120K液相芯片(120K-4HWA)基因型分析及构建的高密度遗传连锁图谱，与连续3年6个大田环境下的表型鉴定值，对AK58/ZYM2-RIL群体的株高及5个节间长度开展全基因组QTL分析。结果显示，在2D、4B、4D、5A、6A、6B和7A染色体上检测到33个控制株高及节间长度的稳定主效QTL，可解释2.8%~50.4%的表型变异，其中，24个降低株高与节间长度的等位变异来源于AK58。加性效应分析结果表明，矮秆有利等位基因数目的聚合可以显著降低株高与各节间长度。利用小麦整合基因调控网络(wGRN)的功能基因发掘交互式分析平台，对稳定主效QTL区间内的候选基因进行预测，共筛选出25个潜在候选基因，包含“绿色革命”基因Rht1和Rht2。利用功能分子标记对QPh.zzu.4B.2、QPh.zzu.4D.1和QPh.zzu.2D.2区间内的候选基因Rht1、Rht2和Rht8进行了基因型分析，并结合剩余杂合系衍生的Rht1基因的近等基因系，验证了其遗传效应。同时，针对5A染色体长臂上鉴定到的控制株高和节间长度的稳定QTL新位点QPh.zzu.5A.4/QIl2.zzu.5A.2，开发了竞争性等位基因特异性PCR (KASP)标记，用于分子标记辅助选择育种。综上，本研究为小麦株高及其构成因子的遗传基础解析提供了新的QTL位点、候选基因和育种应用的功能分子标记。