文献类型： 中文期刊

作者： 董一帆 ¹ ; 任毅 ¹ ; 程宇坤 ¹ ; 王睿 ¹ ; 张志辉 ¹ ; 时晓磊 ² ; 耿洪伟 ¹ ;

作者机构： 1.新疆农业大学农学院/新疆农业大学优质专用麦类作物工程技术研究中心/新疆小麦产业体系创新团队

2.新疆农业科学院品种资源研究所

关键词： 冬小麦;品质;SNP标记;GWAS;单倍型;候选基因

期刊名称： 中国农业科学

ISSN：

年卷期： 2023 年 011 期

页码： 2047-2063

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 【目的】小麦籽粒品质是影响小麦加工品质和营养价值的重要因素。挖掘与小麦籽粒品质性状显著关联的位点及候选基因，为拓宽对小麦品质性状遗传机理的理解和分子标记辅助优质小麦育种提供依据。【方法】通过对来自国内外259份冬小麦品种（系）的蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、沉降值和籽粒硬度等5个品质性状进行测定，并结合90K SNP芯片进行全基因组关联分析，将定位到的显著性关联位点进行单倍型分析。【结果】5个性状均符合正态分布且在不同环境间均表现出丰富的变异，沉降值的变异系数最大（20.11%—24.42%）。各性状在基因型、环境、基因型×环境间均呈现出极显著差异（P＜0.001），广义遗传力为0.77—0.84。通过全基因组关联分析，共检测到44个与5个性状显著关联（P＜0.001）的位点，分布在除1D和3D染色体外的其他19个连锁群。在2个及以上的环境中均稳定存在的位点18个，涉及蛋白质含量（12个）、湿面筋含量（9个）、淀粉含量（11个）、沉降值（12个）和籽粒硬度（7个）等5个性状，能解释遗传变异的4.27%—10.98%。其中13个为多效应位点，与蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值和淀粉含量等性状相关联的多效应位点最多（7个）。位于2B、2D和3A染色体的GENE-0762＿631、IAAV7742和RAC875＿c66845＿466位点同时在2个环境和BLUP值下被检测到，表型贡献率的范围为4.32%—7.07%。通过对多环境下存在且表型贡献率高的多效应位点进行单倍型分析，在5D染色体的D＿GDS7LZN02F4FP5＿176位点发掘到与蛋白质含量、沉降值和淀粉含量等性状显著相关的Hap1、Hap2、Hap3和Hap4等4个不同单倍型，其中，Hap1是高淀粉含量单倍型（P＜0.001），而Hap2和Hap3均为高蛋白质含量和沉降值的单倍型（P＜0.05）,4个单倍型分别占74.22%、16.21%、6.92%和2.65%。对不同来源冬小麦的单倍型分布频率进行分析，其中，高蛋白质含量和沉降值单倍型Hap2的分布频率由高到低为黄淮冬麦区＞北部冬麦区＞国外品种＞长江中下游冬麦区＞西南冬麦区。对稳定遗传的位点进行候选基因的挖掘，筛选到10个可能与小麦籽粒品质相关的候选基因。【结论】检测到18个与籽粒品质性状显著关联的稳定位点，鉴定到4个不同单倍型，筛选出10个与籽粒品质相关的候选基因。