摘要
为了满足人们不断增长的粮食需求，在过去100多年中，育种工作者对小麦产量、品质、抗性、适应性等性状进行了改良。这不仅使小麦表型产生明显变化，而且对重要基因的优异等位变异进行了强烈选择。随着基因组学的迅速发展，特别是高通量检测技术的应用，利用小麦功能标记解析品种改良所选择的关键基因或优异等位变异成为可能。本研究基于52个基因标记，借助KASP分型检测技术，利用1152份全球小麦种质资源，分析改良过程中基因组上留下的选择印迹，同时比较国内外材料在重要功能位点上的遗传差异和基因交流，进一步阐明国外种质资源对中国小麦育种的贡献。主要研究结果如下 1、52个农艺性状基因中，5个呈单态性，在研究群体中只具有一种等位变异类型，47个基因具有多态性。基于多态性基因的聚类树和主成分分析将供试材料分为中国材料和国外材料。中国材料分成地方品种和育成品种，国外材料划分为欧洲、CIMMYT、前苏联和北美，具有明显的地理生态特征。 2、中国地方品种和育成品种的11个农艺性状在三个环境下的表型差异显著。整体上，改良引起育成品种的抽穗期、开花期提前，株高、有效分蘖数、穗长和小穗数降低，与粒长、粒厚相比，粒宽、千粒重、穗粒数显著增加。产量性状与优异等位变异相关性分析表明，随着优异等位变异的增加，育成品种粒宽、千粒重显著提高，穗粒数有所增加，而有效分蘖略减。适应性基因等位变异的累积使抽穗提前，株高显著降低。 3、综合47个多态性基因，育成品种的平均基因多样性(032)显著高于地方品种(026)，现代育种增强了地方品种和不同时期育成品种间的遗传分化。Z检验发现35个基因的等位变异在育种过程中受到强烈选择。17个高产、优质、高抗优异等位变异Sus1-7B-Hap-T、Glu-D1-5+10、Lr34+等受到正向选择，而MOC-7A-Hap-H、Zds-A1a、Fhb+等14个基因的优异等位变异受到负向选择，4个适应性基因的等位变异Rht-B1b、Rht-D1b、vrn-D1、Ppd-D1-2kb Del在育成品种中为优势等位变异。另外，Sus1-7A-Hap-H等6个等位变异在育种改良前已选择固定，而Sus2-2B-Hap-H等6个等位变异还未经历选择作用。优异等位变异分析表明小麦品种改良对产量基因的选择作用最强，抗性基因次之，而品质基因最弱。 4、全球5个地区育成品种间基因流分析表明中国与前苏联、意大利材料间的基因交流最频繁。比较国内外小麦材料47个基因的等位变异频率，发现中国与CIMMYT材料携带较高比例的春性等位变异Vrn-B1b、Vrn-D1a和光不敏感等位变异Ppd-D1-2kb Del;前苏联材料的高千粒重等位变异（Sus1-7A-Hap-H、Sus2-2B-Hap-H、GW2-6A-Hap-A等）频率较高。CIMMYT小麦具有较高比例的优质基因等位变异（Pina-D1b、Ppo-A1b、Ppo-D1a、Zds-A1a），而欧洲材料抗性基因等位变异频率较高(Dreb-B1a、1-fehw3-Westonia type、MFT-A1-PHS+、Lr68+)。因此，引进和利用优异国外种质资源仍是拓宽中国小麦遗传基础的重要途径。
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