摘要
小麦面粉及面制品是我国北方居民最重要的口粮。面粉色泽是影响小麦品质的一个重要因素。超氧化物歧化酶(superoxidedismmase，SOD)对面粉色泽具有漂白作用，同时可以改善面团流变学特性。SOD活性与面粉白度呈显著正相关。因此检测小麦籽粒SOD活性同时筛选高SOD活性品种(系)，挖掘SOD活性位点并预测候选基因，对小麦品质改良具有重要意义。本研究分别对3个环境下212份冬小麦品种(系)和4个环境下的“Berkut×Worrakatta”构建的RIL群体(309份家系)进行SOD活性检测并利用小麦90K和50KSNP芯片进行全基因组关联分析和连锁分析。主要结果如下: 1.不同环境下的212份冬小麦品种(系)SOD活性极值间相差1.5倍，变异系数为4.34％-5.23％，遗传力为0.79。各环境下SOD活性均呈正态分布。不同麦区间的SOD活性平均值表现为:北部冬麦区(1801.74U·g-1)＞国外品种(1788.26U·g-1)＞西南冬麦区(1787.21U·g-1)＞黄淮冬麦区(1771.19U·g-1)＞长江中下游冬麦区(1759.67U·g-1)。筛选出的京冬22、周麦12和中892等5个高SOD活性品种，可为进一步小麦品质育种提供基础性材料。群体结构分析显示，供试材料共分为3个亚群。对212份冬小麦品种(系)的SOD活性结合90K芯片的16705个高质量SNP标记，采用Q+K混合线性模型进行全基因组关联分析，共检测到29个与SOD活性显著关联的位点，分布在小麦第lA、1B;2A、2B、2D、3B、3D、4B、4D、5A、5B、5D、6A、6B、6D和7B染色体上，单个位点可解释5.47％-32.43％的表型变异，对稳定遗传的显著关联位点进行候选基因的挖掘，共发现7个SOD活性基因和2个与SOD活性有关的候选基因。 2.在不同环境下，309份RIL群体家系间的SOD活性极值相差1.8倍，变异系数介于3.88-7.07之间，遗传力为0.75。亲本Berkut(1828.14U·g-1)表型值均高于Worrakatta(1707.23U·g-1)，2016年的表型变幅最大为1248.07U·g-1-2237.5lU·g-1。不同环境下的SOD活性呈显著正相关，相关系数为0.38-0.85(P＜0.001)。将RIL群体家系材料的SOD活性结合50KSNP基因芯片，采用完备区间作图法(ICIM)进行QTL定位，共检测到7个SOD活性QTL，分别分布在1BL、4DS、5AL、5BL和5DL染色体上，贡献率为2.20％-7.39％。在5A和5D染色体上各检测到两个QTL，可解释2.20％-7.39％表型变异。SOD活性增效等位基因在两个亲本之间均有分布。除4DS、5BL和5DL染色体上的位点的增效等位基因来自Worrakatta，其余位点均来自Berkut。对检测到的QTL位点进行候选基因发掘，共挖掘到3个SOD活性基因和2个与SOD活性相关的候选基因。 3.通过整合全基因组关联分析与连锁分析定位的与SOD活性相关的物理位置发现，共有4对相近位点，分别是定位于1B染色体上与SOD活性关联位点BS00022411_51和QSOD.xjau-1BL;位于5A染色体上关联位点Kukri_c14889_1086和QSOD.xjau-5AL.1;位于5B染色体上关联位点RAC875_c3379_320和QSOD.xjau-5BL;位于5D染色体上关联位点RAC875_c49940_385和QSOD.xjau-5DL.1。第5同源染色上均存在相近位点，可作为研究SOD基因的热点区域。对4对相近位点进行候选基因挖掘，共发现3个SOD基因，分别位于5A和5D染色体上。
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