六倍体小麦中定位小穗粒数相关的新QTL

转载自：小麦研究联盟微信公众号

研究表明，穗粒数是决定小麦产量的关键因素。然而，小穗粒数对产量遗传贡献尚未深入研究。虽然已在小麦的14条染色体上鉴定了多个控制小穗粒数的QTL，但其遗传机制不甚清楚。Sakuma等人利用携带野生二粒小麦2A染色体的硬粒小麦，构建了重组自交代换系（RISL）群体，利用该群体在2A染色体上定位并克隆了能增加小穗粒数和穗粒数GNI1基因。

近日，四川农业大学小麦研究所刘亚西教授团队在The Crop Journal上发表了题为“QTL mapping for grain number per spikelet in wheat using a high-density genetic map”的研究论文，利用55K 芯片检测数据，在六倍体小麦的2B和2D染色体上定位了3个新的控制小麦小穗粒数的QTL，并在遗传背景不同的3个重组自交系（RIL）群体中验证了主效位点QGns.sicau-2D-2。

以高小穗粒数小麦材料H461和已公布参考基因组材料中国春为亲本，通过单粒遗传法构建了高世代RIL群体，利用小麦55K SNP芯片进行基因分型，构建了一个包含3087个bin标记（21,197个SNP）的高密度遗传图谱。该图谱遗传距离总长为3792.71 cM，标记的排列顺序与在中国春参考物理图谱上的排列顺序高度一致（图1）。

图1 SNP标记在遗传图谱和物理图谱上位置的共线性关系

在4个环境下共鉴定到3个小穗粒数相关的QTL，分别位于2B染色体长臂，2D染色体短臂和2D染色体长臂上，单个位点解释3.07%~26.57%的表型变异。这3个QTL中，主效位点QGns.sicau-2D-2能在所有环境下检测到，解释19.59%-26.57%的表型变异。利用开发的紧密连锁KASP标记，在3个不同遗传背景的群体中进行QGns.sicau-2D-2效应验证，t-检验结果表明，携带该QTL的材料其小穗粒数显著（P< 0.01）高于不携带该QTL的材料（图2）。还发现该位点也能显著增加小麦的穗粒数（P< 0.01）。该结果为后续精细定位和克隆小穗粒数QTL奠定了基础，本研究开发的KASP标记也可应用于小麦育种。

图2 QGns.sicau-2D-2在3个小麦遗传背景下的效应

（A）H461 x CN16 群体；（B）H461 x CM107群体；（C）H461 x CY20群体。**，P<0.01。

aa，携带来源于H461的纯合基因型的家系；AA，携带来源于非H461的纯合基因型的家系。