摘要
穗发芽是小麦生产中最重要的自然灾害之一。小麦在收获时期遇连续阴雨天气或潮湿环境会发生穗发芽，严重影响其产量和品质。因此，抗穗发芽研究也是小麦育种的一个重要研究热点。本研究以500份小麦品种（系）为材料，通过籽粒发芽和穗上发芽的试验方法，利用种子发芽指数（GI）和整穗发芽率（SGR）对其进行了穗发芽抗性鉴定；通过SSR、STS等分子标记方法对其穗发芽抗性相关基因进行了分子检测；基于穗发芽抗性鉴定和分子检测结果，选择100个品种（系）利用GBS-GWAS（简化基因组技术-全基因组关联分析）方法，寻找与小麦穗发芽抗性显著相关的遗传位点。取得的主要研究结果如下： 1.500份小麦材料穗发芽抗性存在明显差异。种子发芽指数平均29.12%，范围0%~63.17%，变异系数52.23%；整穗发芽率平均38.95%，范围0%~100%，变异系数75.61%。种子发芽指数和整穗发芽率呈显著正相关（r=0.599）。其中20份小麦材料（8份白皮、7份红皮和5份紫皮）的种子发芽指数和整穗发芽率均小于5%，可以作为高抗穗发芽小麦种质应用。变温处理后，55份穗发芽抗性较好材料的种子发芽指数均有提高，说明大多材料的穗发芽抗性可能主要由休眠基因调控。 2.籽粒种皮颜色对穗发芽影响明显。紫色种皮小麦材料的种子发芽指数（19.00%）和整穗发芽率（9.44%）均最低，其次是红皮（20.27%和23.04%），而白色种皮（33.78%和47.17%）最高，表明紫色种皮小麦材料对穗发芽抗性整体最好，其次是红皮和白皮。但白皮材料中有种子发芽指数和整穗发芽率均较低的类型，红皮材料中也有种子发芽指数和整穗发芽率均较高的类型，说明小麦穗发芽抗性不完全受籽粒种皮颜色控制，还有其他影响因素。 3.选用10对引物对500份材料进行抗穗发芽相关基因分子检测。结果表明，引物Xbarc170、Xgwm282、Xwmc468和Xgwm155的扩增结果与籽粒发芽鉴定结果相关性显著；引物Mst101的扩增结果与整穗发芽鉴定结果相关性显著；引物wmc104扩增的C带型与籽粒发芽和整穗发芽结果都极显著相关。这些标记可为小麦穗发芽抗性基因分子检测提供参考。 4.利用GBS-GWAS方法，从100份材料中通过关联分析找到63个与穗发芽抗性相关的SNP位点，其中5A染色体上16个，2D上14个，7B上13个，1B上9个， 5B上5个，1A上2个，7A、2B、4B和6A上各1个。位于7B上的位点Qphs.ahau-7B和位于5A上的位点Qphs.ahau-5A，与目前已报道的抗穗发芽基因位点不同，可能是2个新的穗发芽抗性基因位点。 5.本研究筛选到20份种子发芽指数和整穗发芽率均小于5%的小麦材料，发现6对引物的扩增结果与穗发芽表型鉴定结果相关性显著，在染色体7B和5A上可能有新的穗发芽抗性基因位点。这些研究结果为改良小麦穗发芽抗性提供了基因资源，为开展小麦穗发芽抗性基因分子标记辅助育种提供了参考。
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