基于SRAP和SSR標記的小麥品質相關性狀的QTL定位

郭利建，王竹林，汪世娟，劉振華，劉香利，胡勝武，趙惠賢

(1.西北農林科技大學生命學院，陜西楊凌 712100； 2.西北農林科技大學農學院，陜西楊凌 712100)

?

基于SRAP和SSR標記的小麥品質相關性狀的QTL定位

郭利建1，王竹林2，汪世娟1，劉振華1，劉香利1，胡勝武2，趙惠賢1

(1.西北農林科技大學生命學院，陜西楊凌 712100； 2.西北農林科技大學農學院，陜西楊凌 712100)

為了對小麥品質相關性狀進行QTL定位，以兩個品質性狀差異較大的小麥品種西農981和陜麥159構建的169株F2群體和F2:3家系為材料，利用SRAP標記和SSR標記進行遺傳圖譜構建，并通過完備區(qū)間作圖法對楊凌及三原兩個環(huán)境下籽粒的粗蛋白質含量、淀粉含量、濕面筋含量和Zeleny沉降值進行QTL定位。結果表明，在兩個環(huán)境下共檢測到33個與品質性狀相關的QTL，其中11個為粗蛋白含量QTL，分布于1A、3A、5A、6A、2B和4B染色體上，可解釋表型效應的0.69%～2.48%；7個為淀粉含量QTL，分布于1A、6A、4B和2D染色體上，可解釋表型變異的2.94%～6.99%；12個為濕面筋含量QTL，分布于1A、3A、5A、6A、2B、3B和4B染色體上，可解釋表型變異的0.58%～2.37%；3個為Zeleny沉降值QTL，分布于3A、1B和3B染色體上，可解釋表型變異的2.72%～11.31%。同時，在1A、3A、5A、6A、2B、4B染色體上存在粗蛋白質含量、淀粉含量和濕面筋含量QTL富集區(qū)，在后續(xù)研究中可重點關注。

小麥；SRAP標記；QTL定位；品質性狀

小麥是世界上最主要的糧食作物之一，隨著小麥產量及人們生活水平的不斷提高，小麥品質受到育種者和消費者的極大關注，選育優(yōu)質品種已成為小麥育種的主要目標。粗蛋白含量、濕面筋含量、淀粉含量、Zeleny沉降值等都是重要的小麥品質指標；粗蛋白含量和濕面筋含量是小麥品質分級的重要指標，淀粉含量對于后期的面粉加工具有重要影響[1]，Zeleny沉降值可反映面筋蛋白的含量及質量[2]，這些品質指標對于小麥育種具有重要的指導作用。小麥品質的常規(guī)分析需要大量種子樣品，只適用于高代育種材料的測定；近紅外品質分析是利用近紅外透射光譜對有機物進行含量測定的一種新技術，其方便、簡單、一次可以分析測定蛋白質、面筋、淀粉、纖維素等多種成分的含量，而且樣品用量少[3]，為育種早代材料的品質指標測定提供了可能。小麥的品質性狀由多基因控制，表現為數量性狀，遺傳基礎較為復雜；而分子標記和QTL定位技術的發(fā)展為品質性狀的分子檢測和數量性狀的研究提供了有效的方法。品質性狀QTL的研究前人已有許多報道，大多都集中在蛋白質QTL方面；利用SSR、AFLP和STS標記定位得到的蛋白質含量QTL基本遍布于小麥21條染色體上[4-7]。Li等[8]定位到7個濕面筋和9個蛋白質含量QTL；關于小麥淀粉含量及Zeleny沉降值QTL研究也有少量報道。Mccartney等[9]利用雙單倍體材料定位到19個淀粉含量QTL，其中位于1D染色體上的QTL可解釋表型變異率為17.7%。吳云鵬等[10]利用重組自交系定位到7個Zeleny沉降值QTL，分別位于1B、1D、3A和3B染色體上。這些品質性狀QTL研究主要采用SSR、AFPL和STS分子標記。SRAP標記是由Li等[11]首先于蕓薹屬植物中建立的基于基因表達序列的功能性分子標記，目前多被應用于植物遺傳多樣性研究[12-13]，而在小麥數量性狀QTL定位研究中尚未見應用SRAP標記的報道。本研究利用近年來審定的農藝性狀優(yōu)良的小麥品種西農981和陜麥159雜交構建的F2群體和F2:3家系，通過SRAP標記和SSR標記相結合的方法進行遺傳圖譜構建；在兩個不同環(huán)境條件下對粗蛋白質含量、濕面筋含量、淀粉含量及Zeleny沉降值等性狀進行近紅外透射光譜測定和QTL定位，以期揭示控制小麥濕面筋含量、淀粉含量及Zeleny沉降值的遺傳基礎，尋找新的QTL位點，為分子標記輔助小麥品質育種提供參考。

1 材料與方法

1.1 植物材料及其種植

以籽粒品質性狀差異較大的2個小麥品種西農981和陜麥159進行雜交，構建含有169個單株的F2群體和F2:3家系，分別作為作圖群體和表型定位群體。

2012年4月以西農981為母本，以陜麥159為父本，進行雜交，6月收獲雜交種子，10月將雜交種子種植于西北農林科技大學楊凌小麥試驗田，2013年6月收獲F1種子，同年10月將F1種子種植于楊凌小麥試驗田，同時種植2個親本，田間常規(guī)管理。2014年4月分單株掛牌標記169個F2單株，同年6月按單株收獲并脫粒。2014年10月將收獲的169個F2單株的種子一分為二，分別種植于陜西楊凌試驗站(環(huán)境E1)(34°17′N，108°4′E，海拔525 m)和陜西三原試驗站(環(huán)境E2)(34°36′N，108°52′E，海拔429 m)，形成2個環(huán)境點的F2:3家系群體，采用隨機區(qū)組分布，單行區(qū)，行長2 m，行距0.24 m；同時，種植親本西農981和陜麥159及西農979作對照，試驗設3次重復，田間常規(guī)管理。

1.2 SRAP引物與SSR引物

SRAP引物信息來源于Li和Quiros等[11]以及本實驗室積攢而得，其中正向引物34條，反向引物18條，共能組成612對引物，均由英濰捷基(上海)貿易有限公司合成。

SSR引物包括Xbarc系列、Xwmc系列、Xgdm系列、Xcfa系列、Xcfd系列等共計1 550對，由西北農林科技大學農學院王竹林老師提供。

1.3 DNA提取及分子標記檢測

分別取2個親本、F1代植株及F2分離群體中掛牌單株幼苗葉片，采用CTAB法[14]進行小麥基因組DNA的提取，然后通過瓊脂糖凝膠電泳及超微量微孔板分光光度計分析DNA純度及測量DNA濃度。

SRAP引物PCR反應體系(10 μL)：ddH2O 2.4 μL、2×EsTaqMasterMix(康為世紀)5 μL、SRAP引物(10 μmol·L-1)各0.3 μL、模板DNA(20 ng· μL-1)2 μL。SRAP引物擴增程序：95 ℃預變性60 s；94 ℃變性60 s，35 ℃退火60 s，72 ℃延伸60 s，5個循環(huán)；94 ℃變性60 s，50 ℃退火60 s，72 ℃延伸60 s，35個循環(huán)；72 ℃延伸7 min，4 ℃保存。SSR引物PCR反應體系(15 μL)：ddH2O 5.5 μL、2×EsTaqMasterMix(康為世紀)7.5 μL、SSR引物(10 μmol·L-1)各0.5 μL、模版DNA(20 ng· μL-1)1 μL。SSR引物擴增程序：95 ℃預變性4 min；94 ℃變性45 s，60 ℃退火60 s(每個循環(huán)降低0.5 ℃)，72 ℃延伸55 s，10個循環(huán)；94 ℃變性40 s，55 ℃退火40 s，72 ℃延伸60 s，35個循環(huán)；72 ℃延伸10 min，4 ℃保存。

擴增產物用8%的聚丙烯酰胺凝膠電泳分離，銀染法檢測并拍照統計擴增條帶。

1.4 品質性狀測定及分析

2015年6月分別收獲兩個環(huán)境點的169個F2:3家系；每株系隨機選取6個單株分別收獲、脫粒及性狀分析。采用瑞典Perten公司生產的DA-7200近紅外分析儀對籽粒硬度、水分含量、蛋白含量、淀粉含量、纖維含量、濕面筋含量、Zelery降落值及SDS沉降值進行測定，3次重復，取平均值；兩個環(huán)境下各重復試驗每個株系各品質性狀結果均取平均值。利用對應環(huán)境下各株系品質性狀的平均值進行QTL分析。采用SPSS 19.0軟件對這些性狀進行數據統計分析。

1.5 連鎖圖譜構建及QTL定位

遺傳連鎖圖譜構建采用軟件QTL IciMapping V4.1(www.isbreeding.net)進行。帶型記錄參照軟件要求，各參數值依照軟件初始設置，用Kosambi函數和ICIM-ADD方法作圖[15]。

2 結果與分析

2.1 親本及F2:3家系的品質性狀

親本及F2:3家系的部分品質性狀見表1。

表1 兩環(huán)境條件下親本及F2:3家系部分品質性狀分析

E1：楊凌；E2：三原；*和**分別表示親本間差異達到顯著和極顯著水平。

E1: Yangling; E2: Sanyuan; * and ** indicate significant difference between parents at 0.05 and 0.01 levels,respectively.

單因素方差分析(表1)表明，親本間蛋白質含量在兩環(huán)境條件下均達到極顯著差異；親本間淀粉含量、濕面筋含量、Zeleny沉降值差異在楊凌均極顯著，而在三原差異顯著；親本間籽粒硬度、水分含量、纖維含量及SDS沉降值差異未達顯著水平，因此表1中未列出且不做后續(xù)分析。兩親本比較，陜麥159除淀粉含量顯著高于西農981外，蛋白質含量、濕面筋含量、Zeleny沉降值均顯著低于西農981。 F2:3家系在不同環(huán)境下變異系數不同，且表現出超親分離現象，說明雙親及F2:3家系存在真實的遺傳差異，符合數量性狀遺傳分析的要求。

2.2 分子標記連鎖圖譜

利用SRAP引物和SSR引物在兩個親本西農981和陜麥159之間進行單重復篩選及雙重復驗證， 獲得有多態(tài)性的SRAP引物81對、SSR引物150對。將這些在親本間有多態(tài)性的引物用F2群體進行檢測，SRAP引物有66對出現多態(tài)性，SSR引物有63對出現多態(tài)性，但最終僅有115對多態(tài)性標記(55對SRAP標記、60對SSR標記)被正確定位到遺傳連鎖圖譜上。圖譜全長3 203.67 cM，標記主要定位于A染色體組和B染色體組，其中2B染色體標記數量最多，共有21對，D基因組的1D染色體最少，共有3對。

2.3 小麥品質性狀QTL定位結果

基于上述構建的連鎖圖譜對粗蛋白含量、淀粉含量、濕面筋含量和Zeleny沉降值進行QTL分析，在兩個環(huán)境點共檢測到33個QTL(圖1及表2)，其中粗蛋白含量QTL檢測到11個，淀粉含量QTL檢測到7個，濕面筋含量QTL檢測到12個，Zeleny沉降值QTL檢測到3個。這些QTL分布于1A、3A、5A、6A、1B、2B、3B、4B、2D染色體上。

●：楊凌蛋白質；▲：三原蛋白質；◆：楊凌淀粉；▼：三原淀粉；-：楊凌濕面筋；■：楊凌Zeleny沉降值。

●: Yangling protein;▲: Sanyuan protein; ◆: Yangling starch; ▼: Sanyuan starch; -: Yangling wet gluten; ■: Yangling Zeleny sedimentation.

圖1 品質相關性狀QTL位置

在楊凌環(huán)境點檢測到蛋白含量相關QTL位點10個，其中1A染色體上2個，3A染色體上1個，5A染色體上3個，6A染色體上1個，2B染色體上1個，4B染色體上1個，可解釋表型變異的0.69%～2.48%。三原環(huán)境點只在4B染色體上檢測到1個蛋白含量相關QTL，位于Xgwm66-1～Em4Me13區(qū)間，可解釋表型變異的1.74%。加性效應值表明，蛋白相關QTL的增效等位基因基本來源于親本西農981。

淀粉含量QTL位點在楊凌環(huán)境點檢測到6個，其中，1A染色體上檢測到2個，6A染色體上檢測到2個，4B和2D染色體上分別各檢測到1個，可解釋表型效應的2.94%～6.99%。三原環(huán)境點定位得到的淀粉含量QTL位于6A染色體Xgwm427～Xgwm732-2區(qū)間內，可解釋表型變異的4.83%。加性效應值表明，淀粉含量QTL的增效等位基因來源于親本陜麥159。

楊凌環(huán)境點檢測到12個濕面筋含量QTL位點，其中，1A染色體上檢測到2個，3A染色體上檢測到1個，5A染色體上檢測到3個，6A染色體上檢測到3個，2B、3B、4B染色體上各檢測到1個，可解釋表型變異的0.58%～2.37%。三原區(qū)間未檢測到濕面筋含量QTL。加性效應值表明，濕面筋含量QTL的增效等位基因基本來源于親本西農981。

在楊凌環(huán)境點檢測到3個Zeleny沉降值QTL位點，分別位于3A、1B、3B染色體上，可解釋表型變異的2.72%～11.31%。其中，1B染色體上檢測到的Zeleny沉降值QTL可解釋表型變異的11.31%，且其增效等位基因來源于親本西農981。三原環(huán)境點未檢測到Zeleny沉降值QTL。

3 討 論

3.1 SRAP標記在小麥遺傳圖譜構建及QTL定位中的有效性

SRAP標記技術是首次在蕓薹屬植物中建立的，該標記是基于外顯子中一般GC含量較高，而內含子中GC比例通常較低的現象，通過設計富含CG和AT的雙引物針對開放閱讀框進行擴增的，因此SRAP標記是基于基因表達序列的功能性分子標記[11]。目前，SRAP標記已被用于遺傳多樣性研究，但尚未見其被應用于小麥數量性狀QTL定位。本試驗首次將SRAP標記和SSR標記相結合進行遺傳圖譜的構建，SRAP引物共612對，最終有55對多態(tài)性標記定位到遺傳圖譜上，多態(tài)性檢出率為8.99%；SSR引物1 550對，最終有60對多態(tài)性標記定位到遺傳圖譜上，多態(tài)性檢出率為3.87%。SRAP標記多態(tài)性檢出率高于SSR標記。李媛媛等[16]利用SRAP標記、AFLP標記和SSR標記對甘藍型油菜進行遺傳圖譜的構建，結果也發(fā)現SRAP多態(tài)性檢出率最高。此外，本研究在兩種環(huán)境下檢測得到粗蛋白含量、淀粉含量、濕面筋含量和Zeleny沉降值的33個QTL中，27個QTL的標記區(qū)間均與SRAP標記相關，這表明SRAP標記應用于小麥性狀QTL定位是切實有效的。特別是，SRAP標記操作簡單方便，SRAP引物沒有物種局限性，而且不同的引物可進行排列組合，使得引物合成的成本大幅降低，因此，SRAP標記在小麥遺傳圖譜構建和性狀QTL定位中具有很大的利用空間。

3.2 QTL定位結果對比

本研究測定了2個親本西農981和陜麥159種子的水分含量、粗蛋白含量、淀粉含量、纖維含量、濕面筋含量、硬度、Zeleny沉降值、SDS沉降值等性狀，其中，粗蛋白質含量、濕面筋含量、淀粉含量和Zelery沉降值等4個性狀在親本之間存在顯著差異，因此本研究對這4個品質性狀進行QTL分析。本研究共檢測出33個粗蛋白含量、淀粉含量、濕面筋含量、Zelery沉降值的QTL。在兩環(huán)境下檢測到的4個品質性狀QTL差距較大，粗蛋白質含量QTL在楊凌環(huán)境點檢測到10個，而在三原環(huán)境點只檢測到1個；淀粉QTL在楊凌環(huán)境點檢測到6個，在三原環(huán)境點只檢測到1個；濕面筋含量QTL和Zeleny沉降值QTL在三原環(huán)境點則未檢測到。通過對楊凌及三原環(huán)境下的親本表型數據分析表明，楊凌環(huán)境點4個品質性狀在親本間均達到了極顯著差異，而三原環(huán)境點4個品質性狀中只有粗蛋白含量在親本間差異極顯著；在粗蛋白含量、濕面筋含量和Zeleny沉降值3個性狀上，親本西農981在三原環(huán)境下的表型值均低于楊凌環(huán)境點，而親本陜麥159的粗蛋白含量和濕面筋含量表型值則呈現相反的變化趨勢。因此，我們推測本研究所用雙親品質性狀的環(huán)境效應不同，在三原環(huán)境條件下，親本西農981和陜麥159中控制這些品質性狀的基因分別受到抑制或誘導表達，從而導致雙親的這些品質性狀差異變??；三原環(huán)境條件同樣也影響了F2:3家系，通過對F2:3表型數據分析表明，F2:3變異系數除Zeleny沉降值外，其他3個性狀變異系數在楊凌環(huán)境點均大于在三原環(huán)境點；這可能是導致在兩個環(huán)境下幾乎沒有共同QTL位點的原因之一。另外一個原因可能是由于本研究所用SSR標記數量偏少，多位于A、B染色體組上，所以構建的遺傳連鎖圖譜中D組染色體較少；再加上本研究所定位到的品質性狀QTL遺傳貢獻率都較低，屬于微效QTL，遺傳效應值較低，易受環(huán)境影響；因此，導致在2個不同環(huán)境下檢測到的品質性狀相關QTL差異較大。王晨陽等[17]研究表明小麥品質性狀易受地理環(huán)境和生產條件的影響，同一品種在不同地區(qū)或同一地區(qū)不同種植地點都可能存在明顯差異，這與本研究結果相似。為了提高QTL定位的準確性，我們后續(xù)仍需提高標記密度繼續(xù)研究，以期尋找到在不同環(huán)境下穩(wěn)定表達的品質性狀QTL。

本研究在1A(2個)、3A(1個)、5A(3個)、6A(2個)、2B(1個)、4B(2個)染色體上檢測到粗蛋白含量QTL。同樣，楊 林等[18]在3A、5A、2B染色體上也檢測到粗蛋白含量QTL；Blanco等[19]也在6A染色體上檢測到2個控制籽粒粗蛋白含量的QTL位點。這說明3A、5A、6A、2B染色體上的確存在控制粗蛋白含量的QTL。龐 歡等[20]在2D染色體上檢測到淀粉QTL；本研究同樣也在2D染色體上檢測到淀粉QTL，但是由于本研究在2D染色體上標記密度較低，無法確定是否為同一QTL。吳云鵬等[10]在1B、1D、3B染色體上檢測到3個Zeleny沉降值的QTL；本研究則在1B、3B染色體上檢測到Zeleny沉降值的QTL，并且在1B染色體上檢測到的Zeleny沉降值的QTL可解釋表型變異的11.31%，可能為一主效QTL；另外，本研究還在3A染色體上檢測到1個新的Zeleny沉降值QTL，但是貢獻率較低，需要進行后續(xù)驗證。Walid等[21]在6A、5B、6B、7B、7D染色體上檢測到5個濕面筋含量相關QTL，本研究則在6A染色體上檢測到3個控制濕面筋含量的QTL，表明6A染色體上的確存在控制濕面筋含量的QTL。另外，本研究在3A、5A、2B染色體上檢測到粗蛋白含量QTL和濕面筋含量QTL在同一區(qū)間相鄰或相同位置；在1A、6A、4B染色上檢測到控制粗蛋白含量QTL、濕面筋含量QTL、淀粉含量QTL位于同一區(qū)間的相鄰或相同位置，這說明在這些染色體上存在粗蛋白質含量、淀粉含量和濕面筋含量QTL富集區(qū)，可能具有“一因多效”QTL位點，這些區(qū)段可能對小麥品質具有重要的影響作用。本研究所采用的2個親本西農981和陜麥159是近年來審定的農藝性狀優(yōu)良的小麥品種，本研究結果對利用這兩個親本進行新品種的選育具有一定的借鑒意義；我們在后續(xù)的研究中可對上述染色體區(qū)段進行加密研究，為利用分子標記輔助育種培育具有多個優(yōu)良品質特性的品種提供理論指導。

[1]劉建軍,何中虎,趙振東,等.小麥面條加工品質研究進展[J].麥類作物學報,2001,21(2):81.

LIU J J,HE Z H,ZHAO Z D,etal.Review of noodle industrial quality of wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2001,21(2):81.

[2]Axford D W E,Mcdermott E E,Redman D G.Small scale tests of bread making quality [J].MillingFeedFert,1978,161:18.

[3]陳 鋒,何中虎,崔黨群,等.利用近紅外透射光譜技術測定小麥品質性狀的研究[J].麥類作物學報,2003,23(3):1.

CHEN F,HE Z H,CUI D Q,etal.Measurement of wheat quality traits by near infrared transmittance spectroscopy [J].JournalofTriticeaeCrops,2003,23(3):1.

[4]WANG L,CUI F,WANG J,etal.Conditional QTL mapping of protein content in wheat with respect to grain yield and its components [J].JournalofGenetics,2012,91(3):303.

[5]ECHEVERRY-SOLARTE M,KUMAR A,KIANIAN S,etal.New QTL alleles for quality-related traits in spring wheat revealed by RIL population derived from supernumerary× non-supernumerary spikelet genotypes [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2015,128(5):893.

[6]DENG Z,HU S,CHEN F,etal.Genetic dissection of interaction between wheat protein and starch using three mapping populations [J].MolecularBreeding,2015,35(1):1.

[7]CUI F,FAN X,CHEN M,etal.QTL detection for wheat kernel size and quality and the responses of these traits to low nitrogen stress [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2016,129:469.

[8]LI H M,TANG Z X,ZHANG H Q,etal.Major quality trait analysis and QTL detection in hexaploid wheat in humid rain-fed agriculture [J].GeneticsandMolecularResearch,2013,12:1740.

[9]MCCARTNEY C A,SOMERS D J,LUKOW O,etal.QTL analysis of quality traits in the spring wheat cross RL4452בAC Domain’[J].PlantBreeding,2006,125(6):565.

[10]吳云鵬,張業(yè)倫,肖永貴,等.小麥重要品質性狀的QTL定位[J].中國農業(yè)科學,2008,41(2):331.

WU Y P,ZHANG Y L,XIAO Y G,etal.QTL mapping for important quality traits in common wheat [J].ScientiaAgriculturaSinica,2008,41(2):331.

[11]LI G,QUIROS C F.Sequence-related amplified polymorphism (SRAP),a new marker system based on a simple PCR reaction: its application to mapping and gene tagging inBrassica[J].TheoreticalandAppliedGenetics,2001,103(2-3):455.

[12]祁建民,梁景霞,陳美霞,等.應用ISSR與SRAP分析煙草種質資源遺傳多樣性及遺傳演化關系[J].作物學報,2012,38(8):1425.

QI J M,LIANG J X,CHEN M X,etal.Genetic diversity and evolutionary analysis of tobacco (NicotianatabacumL.) germplasm resources based on ISSR and SRAP markers [J].ActaAgronomicaSinica,2012,38(8):1425.

[13]韓 芳,亓佳佳,馬守才,等.黃淮麥區(qū)部分小麥品種(系)遺傳多樣性的SRAP分析[J].西北農業(yè)學報,2014,23(12):60.

HAN F,YUAN J J,MA S C,etal.Genetic diversity of some wheat varieties in Huang-Huai wheat area revealed by SRAP marker [J].ActaAgriculturaeBoreali-OccidentalisSinica,2014,23(12):60.

[14]SAGHAI-MAROOF M A,SOLIMAN K M,JORGENSEN R A,etal.Ribosomal DNA spacer-length polymorphisms in barley: Mendelian inheritance,chromosomal location,and population dynamics [J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences,1984,81(24):8014.

[15]JIANG Y F,LAN X J,LUO W,etal.Genome-wide quantitative trait locus mapping identifies multiple major loci for brittle rachis and threshability in Tibetan semi-wild wheat (Triticumaestivumssp.tibetanumShao) [J].PloSOne,2014,9(12):e114066.

[16]李媛媛,沈金雄,王同華,等.利用SRAP、SSR和AFLP標記構建甘藍型油菜遺傳連鎖圖譜[J].中國農業(yè)科學,2007,40(6):1118.

LI Y Y,SHEN J X,WANG T H,etal.Construction of a linkage map using SRAP,SSR and AFLP markers inBrassicanapusL.[J].ScientiaAgriculturaSinica,2007,40(6):1118.

[17]王晨陽,郭天財,朱云集,等.不同環(huán)境條件下小麥主要品質性狀的聚類分析[J].河南農業(yè)科學,2003(12):9.

WANG C Y,GUO T C,ZHU Y J,etal.Cluster analysis on wheat quality characteristics under various environments in Henan province [J].JournalofHenanAgriculturalSciences,2003(12):9.

[18]楊 林,吳青霞,邵 慧,等.小麥籽粒品質性狀的QTL分析[J].西北植物學報,2013,33(8):1574.

YANG L,WU Q X,SHAO H,etal.QTL mapping for grain quality traits in wheat [J].ActaBotanicaBoreali-OccidentaliaSinica,2013,33(8):1574.

[19]BLANCO A,PASQUALONE A,TROCCOLI A,etal.Detection of grain protein content QTLs across environments in tetraploid wheats [J].PlantMolecularBiology,2002,48(5-6):615.

[20]龐 歡,王 琳,王昊龍,等.小麥籽粒淀粉含量的QTL定位及效應分析[J].麥類作物學報,2014,34(1):1.

PANG H,WANG L,WANG H L,etal.QTL mapping for kernel starch content in wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2014,34(1):1.

[21]ELFEKI W M,BYRNE P F,REID S D,etal.Quantitative trait locus mapping for end-use quality traits in hard winter wheat under contrasting soil moisture levels [J].CropScience,2013,53(5):1953.

QTL Mapping of Wheat Grain Quality Traits Based on SRAP and SSR Marker

GUO Lijian1,WANG Zhulin2,WANG Shijuan1,LIU Zhenhua1,LIU Xiangli1,HU Shengwu2,ZHAO Huixian1

(1.College of Life Science,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100,China;2.College of Agronomy,Northwest A&F University,Yangling,Shaanxi 712100,China)

The quality characteristics of wheat directly affect its processing and consumption. To explore the wheat quality related QTL (protein,starch,gluten and Zeleny),two different wheat varieties Xinong 981 and Shaanmai 159 were used to develop 169 F2population and F2:3lines. The F2population was exploited to construct genetic map and the F2:3lines were grown in two different environments for phenotyping. The analysis of variance revealed highly significant difference for protein in two environments,whereas,the quality of starch,gluten and Zeleny were highly significant at Yangling and significant at Sanyuan. 612 pairs of SRAP primers and 1 550 pairs of SSR primers were used to detect polymorphism between parents and F2population. Of them,66 SRAP and 63 SSR primers showed polymorphism among F2population. The genetic map and QTL detection results indicated 14 linkage groups including A,B and D genomes with 115 molecular markers constructed,and the whole genetic linkage covered 3 203.67 cM and most markers located on A and B genomes. The 2B chromosome contained maximum number of 21 markers while 1D chromosome revealed minimum three markers. Thirty-three QTLs for quality related traits were identified,including 11 QTLs for protein content,which were distributed on the 1A,3A,5A,6A,2B and 4B chromosomes. Seven QTLs for starch content were distributed on the 1A,6A,4B and 2D chromosomes. Twelve QTLs for gluten content were distributed on the 1A,3A,5A,6A,2B,3B and 4B chromosomes and three QTLs for Zeleny sedimentation value were distributed on the 3A,1B and 3B chromosomes. They could explain 0.69%-2.48%,2.94%-6.99%,0.58%-2.37% and 2.72%-11.31% phenotypic effects,respectively. This study could not detect quality related QTL stable in two environments but detect some QTLs controlling protein,starch and wet gluten traits stable in the same region of chromosome.

Wheat; SRAP; QTL; Quality

時間：2016-10-08

2016-04-07

2016-09-18

國家自然科學基金項目(31471482)

E-mail:baiheichaye@163.com(郭利建)；wangzhulin1@163.com(王竹林，與第一作者同等貢獻)

趙惠賢(E-mail:hxzhao212@nwsuaf.edu.cn)

S512.1；S331

A

1009-1041(2016)10-1275-08

網絡出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20161008.0932.002.html