摘要
随着世界人口的不断增长，及小麦生长环境的恶化，小麦产量和粮食安全问题愈发严峻。小麦生产的可持续发展对保障我国粮食安全意义重大，为保障小麦生产的产能与品质，发掘和利用重要农艺性状QTL/基因对小麦的产量及品质改良具有重要意义。 人工合成小麦是小麦遗传改良的重要基因源，本研究利用人工合成小麦改良后代存在性状分离的杂合单株构建分离群体，结合55KSNP芯片和外显子捕获测序（Exoncapturesequencing）定位株高、条锈病抗性及抽穗期QTL/基因，发掘可能存在的新基因并开发分子标记，为分子标记辅助选择奠定基础。研究结果如下： （1）QTLIciMappingv4.2软件构建了高密度遗传连锁图，连锁群数目为21。构建了一张全长9472.58cM的遗传图谱。图谱含8426个标记，平均密度为1.2cM/标记。标记主要集中于小麦染色体5A、3A、4B、4D、7A。 （2）在F3分离群体中，QTL分析共检测出26个株高、条锈病抗性及抽穗期QTL。其中株高14个，分布于1A、1D、2D、4B、4D、5A、5D、6D，其中表型贡献率最高的两个分别位于4BS、4DS。QTL.ZG-4BS-1定位于标记AX-95004669与AX-111497396之间，物理位置约为25.832Mb~31.847Mb，该位点解释了29.41%的表型变化。QTL.ZG-4DS定位于标记AX-110072320与AX-110572006之间的，物理位置约为19.179Mb~27.568Mb，该位点解释了21.12%的表型变化。推测可能是小麦4同源群上的已知基因Rht-B1b、Rht-D1b。在F4分离群体中，高杆、矮杆混池的外显子捕获测序表明在4BS的21Mb~33MbSNP变异位点高度富集，该区段包含绿色革命基因Rht-B1b，序列比对分析表明株高基因确为Rht-B1b。 （3）8个条锈抗性位点分布于3A、2A、2B、2D、5A、5B、6D、7B染色体，其中表型贡献率29.586%的位点位于3AL，暂命名为QTL.TX-3AL，定位于分子标记AX-108755288与AX-109085751之间，物理位置约为526.889Mb~537.896Mb。目前在已定位的条锈病抗性基因仅有一个位于3AS的Yr76，初步推测位于3AL上的条锈病抗性位点可能是一个新基因，在该定位区间内存在10个具有典型抗病基因结构域的基因。 （4）5个控制抽穗期的位点分布于1D、4D、6D。QTL.CS-6DL-1定位于分子标记AX-108794230与AX-111347442之间，该位点解释了10.84%的抽穗期表型差异，物理位置约为389.517Mb~392.643Mb。在F4群体中，抽穗期混池的外显子组捕获测序表明，在小麦在4A长臂623Mb~664Mb检测到SNP差异位点高度富集区，开发分子标记将该抽穗期QTL锚定于分子标记AX-4A21与AX-4A4之间，对应“中国春”参考基因组物理位置为637.128Mb~641.504Mb，物理距离4.376Mb，该位点暂命名为QTL.CS-4AL，遗传图谱表明该区段与“中国春”参考基因组相比存在倒位。微共线性分析表明，该位点可能来自于人工合成小麦的四倍体亲本。比较基因组分析表明，QTL.CS-4AL位于4A染色体长臂4AL-5AL-7BS易位区段内，可能是春化基因Vrn3或其不同等位类型。
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