飼用型小黑麥遺傳圖譜構(gòu)建及草產(chǎn)量相關(guān)性狀QTLs初步定位

劉 晶, 趙方媛， 李冬梅， 李 雪， 田新會， 杜文華

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù) 發(fā)展研究中心, 甘肅 蘭州 730070)

小黑麥(×TriticosecaleWittmack)是由小麥屬(Triticum)和黑麥屬(Secale)經(jīng)屬間有性雜交和染色體數(shù)加倍培育而成的一種新異源多倍體物種[1]。其不但結(jié)合了小麥高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)和黑麥抗病、抗寒、抗旱和適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點，而且還具有雜種優(yōu)勢強(qiáng)和營養(yǎng)品質(zhì)好等特點[1]。飼用型小黑麥單株生物量高，飼草的粗蛋白含量高，植株鮮嫩多汁、消化率高、適口性好，為家畜所喜食[2]。由于其抗寒性強(qiáng)，在青藏高原高寒牧區(qū)具有一定應(yīng)用前景[3]。

飼用型小黑麥的草產(chǎn)量與株高、單株分蘗數(shù)以及單株生物量密切相關(guān)。通過聚合上述優(yōu)異性狀，就可以培育高產(chǎn)小黑麥新品種(系)。目前我國飼用型小黑麥新品種的培育大多采用常規(guī)育種技術(shù)，傳統(tǒng)育種周期長，自然突變率低，有益突變少，不利于大規(guī)模和多方向育種[4]，同時也不能滿足畜牧業(yè)快速發(fā)展對優(yōu)良草品種的需求。如果在常規(guī)育種基礎(chǔ)上，引進(jìn)和運(yùn)用現(xiàn)代育種技術(shù)，就可以使品種選育向快速、高效、定向的方向發(fā)展[5-6]。

借助DNA分子標(biāo)記技術(shù)構(gòu)建小黑麥遺傳連鎖圖譜，并對控制草產(chǎn)量相關(guān)數(shù)量性狀(Quantitative Trait Locus，QTLs)的基因進(jìn)行跟蹤和克隆，充分利用，就能提高育種效率和準(zhǔn)確性。目前，研究者已將ISSR分子標(biāo)記(Inter-simple sequence repeat)運(yùn)用到多個植物的遺傳圖譜構(gòu)建中。潘玉玲[7]利用利用3種分子標(biāo)記技術(shù)(SSR、SRAP和ISSR)對丹參(SalviamiltiorrhizaBge)F1代單株標(biāo)記進(jìn)行了遺傳連鎖分析，并構(gòu)建了一張遺傳連鎖圖譜。汪斌等[8]利用篩選出的20條ISSR多態(tài)性引物對84份國內(nèi)外紅麻(Hibiscuscannabinus)種質(zhì)資源進(jìn)行PCR擴(kuò)增，選擇5條擴(kuò)增結(jié)果較好的引物構(gòu)建了國內(nèi)外紅麻種質(zhì)資源的ISSR指紋圖譜構(gòu)建。殷麗琴等[9]利用ISSR分子標(biāo)記技術(shù)繪制了10份彩色馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)品種的指紋圖譜。趙雅姣等[10]篩選出12條ISSR多態(tài)性引物對30份飼草型小黑麥種質(zhì)進(jìn)行了遺傳多樣性分析，以了解不同種質(zhì)間的遺傳差異。趙方媛等[11]利用ISSR分子標(biāo)記構(gòu)建了1張小黑麥遺傳連鎖圖譜，并對抗條銹QTL進(jìn)行了初步定位分析。

國內(nèi)外對牧草相關(guān)性狀QTL的定位研究主要集中在黑麥草屬(Lolium)[12]、賴草屬(Leymus)[13]、苜蓿屬(Medicago)[14]、三葉草屬(Trifolium)[15]、鴨茅(Dactylis)[16]、高丹草(Hupozhongzi)[17]、結(jié)縷草(Zoysia)[18]和二倍體冰草(Agropyron)[19]等牧草上。Studer等[20]以306個多花黑麥草(LoliummultiflorumLam.)F1代單株為作圖群體，利用AFLP和SSR分子標(biāo)記構(gòu)建了多花黑麥草分子遺傳連鎖圖譜，在第1、2連鎖群上發(fā)現(xiàn)了控制冠銹病相關(guān)的QTLs，其遺傳貢獻(xiàn)率高達(dá)56%。Barrett等[21]利用2個高度雜合的白三葉(TrifoliumrepensL.)種質(zhì)雜交得到的182個F1代為作圖群體，構(gòu)建了白三葉遺傳連鎖圖譜，并對種子產(chǎn)量、花序密度、千粒重和花序收益率進(jìn)行了定位研究，得到23個與種子產(chǎn)量相關(guān)的QTLs，為提高白三葉種子產(chǎn)量和分子標(biāo)記輔助選擇育種奠定了基礎(chǔ)。Espinoza和Julier[22]利用蒺藜苜蓿(Medicagotruncatula)的作圖群體檢測了與牧草品質(zhì)(粗蛋白、消化率、莖葉比等)相關(guān)的QTL定位。李小雷等[23]構(gòu)建了二倍體冰草的分子遺傳連鎖圖譜，并對冰草10個重要農(nóng)藝性狀進(jìn)行檢測，在6個連鎖群上共檢測到13個與農(nóng)藝性狀相關(guān)的QTLs。國內(nèi)外小黑麥Q(jìng)TL定位方面的研究較少，主要集中在八倍體糧用型小黑麥上。Niedziela等[24]對糧用型小黑麥耐土壤鋁離子的相關(guān)基因進(jìn)行了定位，Würschum等[25]以4個雙單倍體群體為作圖群體，通過研究糧用型小黑麥孕穗期、盛花期和乳熟期控制株高QTL和抗倒伏基因的關(guān)系，旨在降低小黑麥株高，提高種子產(chǎn)量。Alheit等[26]利用多系雜交的4個雙單倍體群體對控制飼用型小黑麥乳熟期生物量和株高的QTL進(jìn)行了定位。截至目前，國內(nèi)外對六倍體飼用型小黑麥遺傳圖譜構(gòu)建研究較少[11]，并且尚未有飼用型小黑麥草產(chǎn)量相關(guān)性狀QTL定位方面的研究報道。為此，本研究擬利用飼用型小黑麥F2代群體構(gòu)建遺傳連鎖圖譜，并結(jié)合田間表型數(shù)據(jù)，對飼用型小黑麥草產(chǎn)量相關(guān)性狀(株高，分蘗數(shù)，單株生物量)進(jìn)行QTL定位分析，獲取與之緊密連鎖的分子標(biāo)記，為利用分子標(biāo)記輔助育種培育飼用型小黑麥新品種，以及農(nóng)藝性狀的遺傳改良提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于甘肅省臨洮縣農(nóng)校農(nóng)場，位于甘肅省中部，定西市西部(103°87′ E，35°37′ N)。海拔1 892 m，屬溫帶大陸性氣候，多年氣象數(shù)據(jù)資料顯示，臨洮縣年降水量562 mm，無霜期153 d，年平均氣溫7.0℃。有灌溉條件，土壤為黑麻土。

1.2 試驗材料

參試材料為甘農(nóng)2號小黑麥(父本)和甘農(nóng)1號小黑麥(母本)雜交形成的521個F2代單株及親本材料。父本和母本均是甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)選育而形成的基因純合、性狀穩(wěn)定性的六倍體飼用型小黑麥品種，兩個親本生態(tài)類型差異較大：母本株高較低，分蘗數(shù)較多，單株生物量較高；父本株高較高，分蘗數(shù)低，單株生物量低。

1.3 遺傳作圖群體構(gòu)建

將收獲的F1代單株的主穗種子按編號順序種植于試驗地，并種植父母本材料各1行。點播，行長1 m，株距0.1 m，行距0.2 m，試驗期間按照常規(guī)田間管理技術(shù)進(jìn)行管理。出苗后20 d給形成的521個單株做好標(biāo)記，分別采集每個單株的幼嫩葉片，用錫箔紙包裝后置于液氮中速凍，儲存于-80℃，用于遺傳圖譜構(gòu)建。開花期田間測定每個單株的株高，成熟期按單株連根拔出，田間晾干后帶回室內(nèi)測定每個單株的分蘗數(shù)(包括有效分蘗數(shù)和無效分蘗數(shù))，之后剪掉根系，測定單株生物量。參照文獻(xiàn)[25-26]的方法，根據(jù)521個單株的株高、分蘗數(shù)和單株生物量數(shù)據(jù)，每個指標(biāo)中分別選取較大值和較小值單株各30株用于草產(chǎn)量相關(guān)性狀QTLs定位。

1.4 遺傳作圖群體基因組DNA提取及ISSR-PCR擴(kuò)增

用改進(jìn)的CTAB法[27]提取521個單株的全基因組DNA，利用1.0%瓊脂糖凝膠電泳和紫外分光光度計檢測DNA濃度和純度，合格的樣品于-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩ｏ曈眯托『邴溩顑?yōu)(20 μl) ISSR-PCR反應(yīng)體系采用項目組前期研究結(jié)果[28]。所用ISSR引物為項目組前期從適于禾本科植物ISSR-PCR反應(yīng)體系的64條引物中篩選出的、適宜于小黑麥多樣性分析的譜帶清晰穩(wěn)定、重復(fù)性好、多態(tài)性高的14條引物[28]，一共擴(kuò)增出清晰可辨的條帶共110條，其中多態(tài)性條帶68條。

1.5 基因型數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法

將ISSR標(biāo)記所獲得的作圖群體的多態(tài)性條帶進(jìn)行統(tǒng)計。條帶統(tǒng)計方法：各個單株如果在該位點的帶型與母本相同記為“A”，與父本相同記為“B”，同時具有父母本雙親帶型的記為“H”，缺失的帶型記為“-”。

1.6 遺傳連鎖圖譜構(gòu)建和QTL定位分析

本研究采用JoinMap3.0軟件[29]繪制完成飼用型小黑麥遺傳連鎖圖譜。參考文獻(xiàn)[26]，設(shè)置LOD≥2，步長為1.0，在2.0～10.0的LOD值范圍內(nèi)對標(biāo)記進(jìn)行分組，其余參數(shù)值為軟件默認(rèn)參數(shù)。利用區(qū)間作圖法(interval mapping，IM)[30]進(jìn)行QTL定位分析。

QTL的命名規(guī)則方法為“Q+X+定位連鎖群及個數(shù)”，其中“Q”為QTL的英文縮寫，“X”為性狀名稱的英文縮寫(如：株高，plant height,PH)，定位連鎖群用數(shù)字表示，若同一個性狀在同一連鎖群中檢測到多個位點，則在該連鎖群后面依次標(biāo)1、2、3等，QTL的名稱一般用斜體[30]。

1.7 田間表型數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2007軟件對F2代群體的株高、分蘗數(shù)和單株生物量的田間表型數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，繪制頻率分布柱形圖，并對親本的測定數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼用型小黑麥雜交F2代群體的田間表型鑒定

2.1.1飼用型小黑麥F2代群體草產(chǎn)量相關(guān)性狀分析 飼用型小黑麥F2代521個單株株高、分蘗數(shù)和單株生物量的田間表型結(jié)果(表1，圖1)表明，F(xiàn)2代群體具有超親現(xiàn)象且呈現(xiàn)出數(shù)量性狀的遺傳特點。就F2群體各性狀的平均值而言，株高、分蘗數(shù)和單株生物量均高于中親值，體現(xiàn)出超親優(yōu)勢，即后代趨向于分蘗數(shù)增多，單株生物量增加。3個性狀在F2代中均表現(xiàn)出廣泛變異，其中分蘗數(shù)和單株生物量的變異系數(shù)和變異幅度較大，株高的變異系數(shù)和變異幅度較小。變異的連續(xù)性是各性狀的共同特征，在該群體中株高呈正態(tài)分布(峰度=3，偏度<1)，分蘗數(shù)和單株生物量呈正偏態(tài)分布(峰度>3，偏度>1)。說明與草產(chǎn)量相關(guān)的3個重要表型性狀基本上呈連續(xù)正態(tài)分布，能夠作為遺傳圖譜作圖群體[26]。

2.1.2飼用型小黑麥F2代群體草產(chǎn)量相關(guān)性狀的相關(guān)性分析 飼用型小黑麥F2代群體草產(chǎn)量相關(guān)性狀的相關(guān)性分析(表2)表明，株高和分蘗數(shù)、單株生物量極顯著正相關(guān)，分蘗數(shù)和單株生物量極顯著正相關(guān)(P<0.01)。

表1 飼用型小黑麥雜交F2群體和父母本草產(chǎn)量相關(guān)性狀的比較Table 1 Comparison of the forage yield related traits between the F2 population and their parents in triticale

圖1 小黑麥雜交F2群體株高、分蘗數(shù)和單株生物量的次數(shù)分布Fig.1 Distribution frequency of plant height,the number of tillers and biomass of the single plant in the F2 populations of triticale

表2 飼用型小黑麥F2代群體草產(chǎn)量性相關(guān)性狀的相關(guān)系數(shù)Table 2 Correlation coefficients among forage yield related traits in F2 populations of triticale

性狀Trait株高Plant height分蘗數(shù)The number of tillers單株生物量Biomass of the single plant株高Plant height1.0000.354??0.545??分蘗數(shù)The number of tillers1.0000.772??單株生物量Biomass of the single plant1.000

注：**表示極顯著相關(guān)(P<0.01)

Note:**indicate significant correlated at the 0.01 level

2.2 飼用型小黑麥F2群體遺傳連鎖圖譜構(gòu)建與分析

以F2群體521個單株的田間表型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用Joinmap 3.0作圖軟件，進(jìn)行遺傳連鎖分析作圖，構(gòu)建了1張遺傳連鎖圖譜[11](圖2)。本連鎖圖譜包含7個連鎖群(分別命名為LG1～LG7)，ISSR分子標(biāo)記共92個，標(biāo)記間平均距離為5.90 cM，圖譜總長度為542.9 cM。各連鎖群上的分子標(biāo)記數(shù)存在差異，變化范圍為9～18個；各連鎖群對應(yīng)的空隙數(shù)目也各不相同，變化范圍為8～17個；各連鎖群上標(biāo)記間隔在9.6～15.0 cM之間；連鎖群上標(biāo)記間平均距離變異范圍在4.93～7.80 cM之間；各連鎖群的長度在54.7～124.8cM之間(表3)。

圖2 小黑麥F2群體ISSR遺傳連鎖圖譜構(gòu)建 及草產(chǎn)量相關(guān)性狀QTL定位Fig.2 Genetic linkage map and QTL for forage yield related traits in F2population of triticale based on ISSR marker注：QPH表示控制株高的QTLs；QNT表示控制分蘗數(shù)的QTLs；QBS表示控單株生物量的QTLsNote:QPH means QTLs controlling the plant height,QNT means QTLs controlling the number of tillers,and QBS means QTLs to controlling the biomass of single plant

2.3 飼用型小黑麥雜交F2代群體草產(chǎn)量相關(guān)性狀的QTL定位

運(yùn)用MapQTL6.0軟件，以LOD≥2.0為閾值，對飼用型小黑麥F2群體草產(chǎn)量相關(guān)性狀(株高，分蘗數(shù)，單株生物量)進(jìn)行QTL定位分析。共檢測到17個相關(guān)QTLs，分布在6個連鎖群(LG1，LG2，LG3，LG4，LG5，LG6)上，平均每個連鎖群2.8個，QTLs在6個連鎖群上分布不均勻，LG2上分布最多，有5個QTLs；連鎖群LG3上分布最少，只有1個QTL(圖2)。

控制株高的5個QTLs分布在LG2、LG3和LG7連鎖群上，分別為QPH2-1、QPH2-2、QPH3、QPH7-1和QPH7-2，所在區(qū)間分別為UBC873-1～UBC873-5、UBC826-1～UBC847-5、UBC849-3～UBC834-2、UBC815-3～UBC826-5和UBC826-5～UBC857-1，臨近標(biāo)記分別為UBC873-3、UBC847-5、UBC857-4、UBC808-9和UBC857-5。

7個控制分蘗數(shù)的QTLs分布在LG1、LG2、LG4和LG5連鎖群上，分別為QNT1-1、QNT1-2、QNT2-1、QNT2-2、QNT4-1、QNT4-2和QNT5，所在區(qū)間分別為UBC849-4～UBC834-5、UBC826-4～UBC822-3、UBC873-3～UBC860-1、UBC860-1～UBC826-1、UBC860-3～UBC857-2、UBC815-1～UBC815-7和UBC835-4～UBC815-4，臨近標(biāo)記分別為UBC825-1、UBC822-3、UBC873-5、UBC873-6、UBC808-8、UBC815-5和UBC849-5，對應(yīng)的遺傳距離(cM)分別為21.13,74.5,39.90,53.33,21.24,92.50和43.76。

5個控制單株生物量的QTLs分布在LG1、LG2、LG4和LG5連鎖群上，分別為QBS1、QBS2、QBS4-1、QBS4-2和QBS5，所在區(qū)間分別為UBC849-4～UBC825-1、UBC822-1～UBC826-1、UBC860-3～UBC857-2、UBC815-1～UBC815-7和UBC835-4～UBC815-4，臨近標(biāo)記分別為UBC825-1、UBC822-3、UBC873-5、UBC873-6、UBC808-8、UBC815-5和UBC849-5，對應(yīng)的遺傳距離分別為16.23，53.34，21.24，92.50和43.76。

2.3.1控制株高 QTL分析5個控制株高的QTLs(QPH2-1，QPH2-2，QPH3，QPH7-1，QPH7-2)，對應(yīng)的LOD值分別為4.37，2.78，4.82，4.52和5.65，單個QTL的貢獻(xiàn)率分別為10.4%，6.7%，11.4%，10.7%和13.2%(表4)，其中貢獻(xiàn)率為13.2%的QPH7-2為主效QTL，加性效應(yīng)的變化范圍為-23.22～17.91。

表4 飼用型小黑麥F2代群體株高、分蘗數(shù)和單株生物量的QTLs定位結(jié)果Table 4 QTLs mapping on plant height,the number of tillers and biomass of the single plant in F2 population of triticale

2.3.2控制分蘗數(shù) QTLs分析控制飼用型小黑麥分蘗數(shù)的7個QTLs標(biāo)記QNT1-1，QNT1-2，QNT2-1，QNT2-2，QNT4-1，QNT4-2和QNT5，對應(yīng)的LOD值分別為2.35，2.21，3.10，6.67，2.37，5.04和4.59，單個QTL的貢獻(xiàn)率分別為5.7%，5.4%，7.5%，15.4%，5.8%，11.8%和10.9%(表4)，其中貢獻(xiàn)率為15.4%的QNT2-2為主效QTL，加性效應(yīng)的變化范圍在-4.88～8.91之間。

2.3.3控制單株生物量 QTLs分析以LOD≥2.0為閾值，5個控制單株生物量的QTLs(QBS1，QBS2，QBS4-1，QBS4-2，QBS5)對應(yīng)的LOD值分別為2.89，4.41，5.30，3.34和4.89，單個QTL的貢獻(xiàn)率為7.1%，10.4%，12.4%，8.0%和11.5%(表4)，其中貢獻(xiàn)率為12.4%的QBS2為主效QTL，加性效應(yīng)的變化范圍在-12.88～23.60之間。

3 討論

小黑麥作為新型飼料作物，其抗寒性強(qiáng)、草產(chǎn)量和粗蛋白含量高，在青藏高原高寒牧區(qū)和華北、西北、西南地區(qū)具有極其廣闊的應(yīng)用前景。要進(jìn)一步提高其草產(chǎn)量，培育高產(chǎn)品種是關(guān)鍵。利用QTL技術(shù)可以將草產(chǎn)量相關(guān)性狀進(jìn)行定位，可為飼用型小黑麥草產(chǎn)量相關(guān)主效QTL的挖掘、功能基因定位以及分子標(biāo)記輔助育種奠定基礎(chǔ)，有利于提高育種效率，培育高產(chǎn)飼用型小黑麥品種。但目前國外QTL研究主要集中在糧用型小黑麥[24-25]方面，飼用型小黑麥Q(jìng)TL研究較少[26]。郭建文等[31]研究表明，飼用型小黑麥雜交F1代具有豐富的遺傳變異，46個真雜種單株的株高、分蘗數(shù)和單株生物量等表現(xiàn)出明顯的雜種優(yōu)勢。本研究以飼用型小黑麥F2代為試驗材料，研究發(fā)現(xiàn)株高、分蘗數(shù)和單株生物量均具有超親現(xiàn)象，有利于選育高產(chǎn)飼用型小黑麥品種(系)。飼用型小黑麥分蘗數(shù)和單株生物量測定應(yīng)在開花期進(jìn)行[3]，本研究考慮到育種需要，要收獲種子，所以推遲到完熟期進(jìn)行。測定分蘗數(shù)時也測定了無效分蘗，雖然該指標(biāo)對種子產(chǎn)量無貢獻(xiàn)，但其對飼用型小黑麥草產(chǎn)量卻具有重要貢獻(xiàn)[3]。QTL定位時，構(gòu)建作圖群體所需株系一般為100～400個[32-33]。本研究F2代521個單株的株高、分蘗數(shù)和單株生物量呈連續(xù)變異，分布頻率大致接近正態(tài)分布，體現(xiàn)出數(shù)量基因控制分離群體的特點[34]。從而說明可用于QTL定位。

理想的遺傳連鎖圖譜一般含有較多分子標(biāo)記，并且標(biāo)記分布均勻、距離較近，連鎖群的數(shù)目和染色體數(shù)目一致等[26]。Würschum等[25]認(rèn)為，構(gòu)建一個基本的連鎖圖譜框架需要分子標(biāo)記間的平均距離為10～20 cM，用于QTL定位的遺傳連鎖圖譜則要求平均間隔小于10 cM。本研究利用前期研究[28]篩選出的14對ISSR多態(tài)性引物對小黑麥F2代群體進(jìn)行遺傳連鎖分析，初步構(gòu)建了1張連鎖圖，標(biāo)記間平均距離為5.90 cM，說明該遺傳連鎖圖譜適合于進(jìn)行QTL定位。但該圖譜只包含92個ISSR標(biāo)記，標(biāo)記位點較少，有待于利用AFLP、SSR、SNP等其他分子標(biāo)記，以挖掘更多標(biāo)記，來增加遺傳圖譜密度。本研究采用F2代群體并非最理想群體，因此還需在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步采用單粒傳法獲得高代穩(wěn)定系(RIL群體)，然后通過測定草產(chǎn)量相關(guān)性狀，以提高QTL結(jié)果定位的準(zhǔn)確性。

株高、分蘗數(shù)和單株生物量是決定飼用型小黑麥草產(chǎn)量高低的重要因素[2]。Würschum等[25]利用DArT標(biāo)記在糧用小黑麥孕穗期、盛花期和乳熟期分別檢測到15、18和8個控制株高的QTLs。本研究利用ISSR標(biāo)記構(gòu)建飼用型小黑麥遺傳圖譜，并對開花期飼用型小黑麥株高、成熟期分蘗數(shù)和單株生物量進(jìn)行QTL定位，共檢測到17個QTLs，其中控制株高的QTLs有5個，控制分蘗數(shù)的QTLs有7個，控制單株生物量的QTLs有5個。雖然本研究檢測到控制開花期株高的QTLs數(shù)量較少，且只有1個(QPH7-1)和Würschum等[25]檢測到的乳熟期QTL相同，但本研究檢測到的、控制飼用型小黑麥開花期株高的QTLs可為前述研究[25]的補(bǔ)充。本研究表明，控制飼用型小黑麥株高、分蘗數(shù)和單株生物量的QTLs在連鎖群上分布不均勻。這主要是因為控制不同性狀的QTLs所處位置不同[26]，也與本研究涉及的數(shù)量性狀較少有關(guān)[35-36]。

本研究發(fā)現(xiàn)，飼用型小黑麥Q(jìng)TL分布有聚集趨勢，表現(xiàn)出一因多效現(xiàn)象，遺傳圖譜中LG1連鎖群上21.23 cM處的標(biāo)記同時影響分蘗數(shù)和單株生物量；LG2連鎖群上39.90 cM處的標(biāo)記同時影響株高和分蘗數(shù)，53.34 cM處的標(biāo)記同時影響分蘗數(shù)和單株生物量；LG4連鎖群上21.24 cM和92.50 cM處的標(biāo)記同時影響分蘗數(shù)和單株生物量；LG5連鎖群上43.76 cM處的標(biāo)記同時影響分蘗數(shù)和單株生物量。這一現(xiàn)象表明遺傳連鎖圖譜上同一個位點的QTL可同時影響株高、分蘗數(shù)和單株生物量等不同性狀，而且這些性狀的相關(guān)性較高。這種現(xiàn)象也出現(xiàn)在黃瓜(CucumissativusLinn.)[37]、小麥[38]、水稻(OryzasativaL.)[39]和玉米(Zeamays)[33]等作物中。經(jīng)典數(shù)量遺傳學(xué)認(rèn)為，基因的多效性或者連鎖性是2個性狀具有相關(guān)性的主要原因[37]。許多QTL研究[40-42]也試圖從分子水平上證明這個問題。因此，需要通過增加標(biāo)記數(shù)量來提高飼用型小黑麥圖譜密度以及飽和度，為進(jìn)一步挖掘主效基因，研究多因一效和一因多效的遺傳機(jī)制，以及精細(xì)定位優(yōu)良基因奠定基礎(chǔ)。

QTL容易受遺傳背景和環(huán)境條件影響。這可能與數(shù)量性狀間基因與基因的互作和改變有關(guān)，這種現(xiàn)象稱為上位性[20]，基因與環(huán)境的互作效應(yīng)對QTL也有一定影響。在數(shù)量性狀遺傳中上位效應(yīng)的作用不可忽視[43-44]。要確保QTL的正確性和真實性，必須嚴(yán)格控制環(huán)境對植物的影響[45]。本研究是在一個試驗地環(huán)境下開展的研究，缺少不同試驗地環(huán)境因素影響，因此，要構(gòu)建飼用型小黑麥遺傳圖譜并進(jìn)行QTL精細(xì)定位，就需要在不同環(huán)境條件下對多個基因型的QTL進(jìn)行分析，以獲得更加準(zhǔn)確的QTL位點。

4 結(jié)論

飼用型小黑麥F2代的521個單株的株高、分蘗數(shù)和單株生物量呈連續(xù)變異，分布頻率大致接近正態(tài)分布，可用于QTL定位。飼用型小黑麥遺傳圖譜包含7個連鎖群(LG1～LG7)，圖譜總長度為542.9 cM，標(biāo)記間平均距離為5.90 cM，總共有92個位點。LOD≥2.0時，共檢測到17個草產(chǎn)量相關(guān)QTLs，其中控制株高QTLs 5個，分蘗數(shù)QTLs 7個，單株生物量QTL是5個，這些QTLs分布在6個連鎖群上，平均每個連鎖群2.8個；QTLs在6個連鎖群上的分布不均勻，LG2上分布最多(5個)，LG3上分布最少(1個)。本研究通過對與飼用型小黑麥草產(chǎn)量緊密相關(guān)的主要農(nóng)藝性狀(株高、分蘗數(shù)、單株生物量)進(jìn)行QTLs定位分析，可為相關(guān)主效基因的克隆、轉(zhuǎn)化、利用以及農(nóng)藝性狀的遺傳改良提供理論依據(jù)。