2個小麥株高QTL位點驗證及其對產(chǎn)量相關(guān)性狀的效應(yīng)分析

李 濤, 陸 炳, 李 俊，鄧光兵，張海莉，梁俊俊，余懋群*，楊武云，龍 海

(1. 中國科學(xué)院成都生物研究所，四川 成都 610041；2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3. 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，四川 成都 610066)

【研究意義】小麥(TriticumaestivumL.)作為最重要的糧食作物之一，養(yǎng)活了全球35 %的人口，為人類提供了重要的能量攝入和蛋白質(zhì)來源[1-2]。然而隨著人口增長和可用耕地的減少，糧食危機正在變得越來越嚴重。因此實現(xiàn)小麥的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)對于解決全球糧食危機極其重要[3]。【前人研究進展】自20世紀60年代各國在小麥育種中通過引進小麥矮桿(Reduced height，Rht)基因降低小麥株高(Plant height，PH)，增加抗倒伏能力使得小麥產(chǎn)量呈直線上升后[4]，株高性狀受到了國內(nèi)外育種家的高度關(guān)注并做了大量的研究，旨在發(fā)現(xiàn)更多控制小麥株高的關(guān)鍵基因。迄今在小麥21條染色體上，已經(jīng)有超過50個控制株高的數(shù)量性狀位點(Quantitative trait locus，QTL)被報道[5-10]。其中Gao等基于高密度遺傳圖譜在周842B×中國春的重組自交系群體中鑒定到了5個株高QTL，分別位于染色體2A、4A、4B、4D和5A[11]。Zhang等在染色體1D、2B、3A、3D、4A、4B、5A和6B鑒定到了8個株高相關(guān)QTL[9]。Cui等利用3個中國小麥品種構(gòu)建的2個重組自交系，在小麥21條染色體上都鑒定到了與株高相關(guān)的QTL[12]。此外還有24個能夠降低株高7 % (Rht8)～55 % (Rht5)的關(guān)鍵基因被命名為Rht基因，分布于小麥染色體2AS、2BL、2DS、3BS、4BS、4DS、5AL、5DL、6A和7A[13-15]。株高的降低雖然能提高抗倒伏能力和種植密度，卻與主要產(chǎn)量性狀存在矛盾,既隨著株高的大幅度下降,后代往往出現(xiàn)晚熟、早衰、粒癟等特征，并最終導(dǎo)致產(chǎn)量下降。孫耀中等利用771份株高具有顯著差異的材料探究株高與產(chǎn)量性狀的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，小麥植株的矮化會導(dǎo)致千粒重和穗粒重的顯著降低[16]。……