水旱条件下小麦持绿相关性状QTL定位OA北大核心CSTPCD

干旱是影响小麦生产中最重要的非生物胁迫。延长叶片持绿周期,进而增加光合时间,提高光合效率,对小麦在旱胁迫下保证有机物积累,最终达到小麦产量的稳定具有重要的意义。了解小麦旗叶持绿性保持的发育和遗传特征,并探索与小麦持绿基因密切相关且不受环境影响的稳定的分子标记,应用于育种可大大缩短抗旱育种周期。本研究以扬麦16和中麦895衍生的174个家系的DH群体为试验材料,通过设置正常滴灌(NI)和干旱胁迫(DS)处理,对2年2个水分处理下花后10 d、14 d、18 d、22 d、26 d和30 d旗叶绿色叶面积百分率(GLA)及叶绿素相对含量(SPAD值)进行表型测定,运用Gompertz模型模拟出GLA(%)变化趋势。将达到最大衰老速度的时间(TMRS)、绿色叶面积持续期(GLAD)、平均衰老速率(ARS)、旗叶快速衰老开始的时间(T1)、旗叶快速衰老结束的时间(T2)和旗叶动态SPAD值等11个持绿相关性状进行QTL定位。结果表明,水旱条件下,DH群体和亲本不同日龄下的GLA,衰老特征参数和旗叶动态SPAD值均存在超亲分离现象,并表现出一定差异。各家系和亲本不同日龄下的GLA均呈缓慢-快速-缓慢的动态下降趋势,快速衰老主要集中在18 d、22 d和26 d。除ARS和GLA-10D呈负相关,其余性状之间均呈现正相关。各性状遗传力范围在0.50~0.81之间。连锁分析在2个及以上环境中共鉴定到27个与小麦持绿相关的稳定位点,其中11个与小麦衰老特征参数相关,16个与旗叶动态SPAD值相关,分布在1A、1B、4B、4D、5D、7B和7D染色体上,分别解释表型变异3.86%~14.11%和2.99%~17.45%。在4B、4D和7B染色体上有1个调控T1和5个调控SPAD值的QTL在3个环境中被重复检测到,分别解释8.97%~14.11%和6.85%~17.45%的表型变异。QTL聚合效应分析发现,含有Rht-D1b和AA基因型的位点对SPAD-10D具有显著的增效作用和累加效应,含有GG和TT基因型的位点对SPAD-18D具有显著的增效作用和累加效应。在4B、4D、7B和7D染色体上发现了4个效应明显的QTL簇,位于4D染色体的QTL簇中存在不受水分环境影响的区段(18.80~28.58 Mb),该区段内包含Rht-D1基因,调控SPAD-0D和SPAD-10D的位点可能受到该基因的多效应影响。候选基因分析发现TraesCS4D01G054000、TraesCS1B01G434300和TraesCS7B01G010200等8个影响持绿相关性状的候选基因。以上研究结果为小麦持绿性分子标记辅助育种提供了理论依据。