摘要
小麦是世界上重要的粮食作物，是人类获取蛋白质和能量的基本来源。随着生活水平的提高，人们开始关注谷物中营养元素对人体健康的影响。了解小麦籽粒中微量元素的含量及其有关基因，对提升谷物有益元素含量及培育新品种有重要意义。本研究以513份小麦品种(系)组成的自然群体和丰德存麦1号×济麦22重组自交系群体为试验材料，通过全基因组关联分析和连锁作图，发掘控制小麦籽粒微量元素含量的QTL，为小麦有益元素分子标记辅助选择育种奠定基础，主要结果如下: (1)连续两年对自然群体小麦籽粒锌、硒、铁、钙含量进行了测定，籽粒锌含量范围为21.97-73.39mg/kg，平均为42.55 mg/kg;籽粒硒含量范围为1-46.24 μg/kg,平均为18.197 μg/kg;籽粒铁含量范围为29.43-89.61 mg/kg,平均为43.67 mg/kg;籽粒钙含量范围为291.58-727.67 mg/kg,平均为480.41 mg/kg。分别选出了籽粒锌、硒、铁、钙含量较高的品种(系)，SN11424、SN11263等共85份，为提升小麦籽粒锌、硒、铁、钙含量的育种中亲本选配提供了参考。 (2)利用简化基因组测序(Genotyping-by-Sequencing，GBS)对自然群体进行基因分型，共获得238,301个高质量SNP标记。其中，A染色体组共计85,299个SNP标记，B染色体组上共计107,565个SNP标记，D染色体组上共计45,437个SNP标记，2B染色体上的SNP标记数量最多，共有18,525个，4D染色体上SNP标记数最少，共有4,368个。 (3)通过全基因组关联分析共检测到431个与籽粒锌、硒、铁、钙含量显著相关标记，根据连锁不平衡分析到了 155个QTL,分布于21条染色体上。其中检测到29个籽粒锌含量QTL,分布在除3D、4D和6D外的18条染色体上;检测到24个籽粒硒含量QTL,分布在除1B、1D、5A、6A和7D外的16条染色体上;检测到64个籽粒铁含量QTL,分布在除1A和4D外的19条染色体上;检测到38个籽粒钙含量QTL,分布在除3B、3D、4D、5B和5D外的16条染色体上。连续两年检测到的QTL共有10个，分布在1D、2A、2B、5A、6 B和7A染色体上，是稳定遗传的QTL,可用于后续的精细定位及候选基因预测。 (4)对RIL群体小麦籽粒锌、硒、铁、钙含量进行了测定，籽粒锌含量范围19.87-52.20mg/kg,平均为 32.20 mg/kg,籽粒硒含量范围 0.57-21.94μg/kg，平均为 7.78μg/kg，籽粒铁含量范围14.60-47.56 mg/kg，平均30.06 mg/kg,籽粒钙含量范围415.15-1002.35 mg/kg，平均为689.69 mg/kg。丰德存麦1号/济麦22RIL群体在后代籽粒钙元素积累过程中具有超亲优势，对提升小麦籽粒钙含量具有重要的意义，分别筛选了籽粒锌、硒、铁、钙含量较高的品种（系），为育种过程中亲本选育提供了参考。 （5）利用小麦50K基因芯片对丰德存麦1号×济麦22 RIL群体进行基因分型，得到7,359个高质量SNP标记，利用这些标记构建总长度为12,477.5 cM的遗传图谱，整体遗传图谱密度0.59个SNP/cM，A亚基因组的总长度为3,902.79 cM,共含有2,526个标记;B亚基因组总长度为3,546.83 cM，共含有2,739个标记;D亚基因组总长度为5,027.88cM,共含有2,094个标记。 （6）利用复合区间作图法对RIL群体小麦籽粒锌、硒、铁、钙含量进行QTL作图，在2A、3A、3B、4B、5A、5B、5D等7条染色体共检测到9个QTL，其中控制籽粒锌含量的QTL有2个，控制籽粒硒含量的QTL有4个，控制籽粒铁含量的QTL有2个，控制籽粒钙含量的QTL有1个。QGZnC.sdau-5B与2020年全基因组关联分析检测到的QGZnC.sdau-5B.1物理位置相同，QGFeC.sdau-3A与2021年全基因组关联分析检测到的 QGFeC.sdau-3A.4 位置接近。
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