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小麦(Triticum aestivum L.)是中国重要的粮食作物之一,高产和优质是小麦育种的重要目标。穗发芽不仅影响产量,而且严重影响小麦的品质和种用价值。种子活力可以反映种子萌发和幼苗生长的潜在能力,影响小麦的生长发育状况和最终产量。因此,分析小麦穗发芽和种子活力的遗传信息,对提高小麦产量和品质具有重大意义。本研究以小麦花培3号和豫麦57构建的168个家系的DH(Doubled Haploid)群体为材料,利用分析软件ICIMapping3.3和QGAstation2.0,对小麦穗发芽(PHS)、种子休眠期发芽势(GE)和发芽率(GP)以及种子解除休眠后不同萌发时期幼苗干重(SDW)、动员种子贮藏物质的质量(WMSR)和种子贮藏物质的利用效率(SRUE)进行QTL分析。寻找与这些性状相关的QTL位点,分析其遗传效应,为小麦品种改良提供理论依据。主要研究结果如下: 1.揭示了小麦穗发芽与休眠期种子发芽势和发芽率之间的相关性。穗发芽率与发芽势和发芽率呈显著正相关,可用测定休眠期种子发芽势和发芽率代替穗发芽的测定,操作更简单、实用性更强。 2.在2年4个环境下(2015年在邢台、沧州、保定,2016年在保定),定位了小麦穗发芽的加性QTL。检测到9个QTL,分别位于1A、1D、2B、3B、6A、6B、6D和7D等8条染色体上,单个QTL的贡献率为5.63%~18.09%。检测到5个主效QTL(贡献率大于10%),分别为QPHS-1A、QPHS-2B、QPHS-6B、QPHS-6D和QPHS-7D。其中QPHS-6B和QPHS-7D在2个环境下均被检测到,该二位点的增效基因均来源于母本花培3号。 3.在1个环境下(2016年保定),定位了小麦种子休眠期发芽势和发芽率的加性QTL。检测到6个QTL,分别位于2B、4D、6A和7D染色体上,单个QTL的贡献率为4.75%~26.52%。其中QGE-4D和QGP-4D位于4D染色体的同一标记区间内,即Xcfe254-BE293342区间,增效基因均来源于母本花培3号。 4.明确了小麦穗发芽与解除休眠后种子SDW、WMSR和SRUE之间的相关性。SDW、WMSR和SRUE与4个环境下的穗发芽率之间相关性均未达到显著标准,表明穗发芽抗性的强弱,不会对小麦种子解除休眠后种子的萌发和幼苗的长势造成影响。 5.探讨了小麦种子解除休眠后,不同萌发阶段WMSR等性状与种子初始重量(ISDW)间的相关性。小麦ISDW与SRUE之间的相关性不显著;萌发早期(3天),SDW、WMSR与ISDW的相关性不显著,而萌发中期(6天)和后期(9天),SDW、WMSR与ISDW之间呈显著正相关。 6.检测了小麦种子解除休眠后,萌发不同阶段WMSR等性状的非条件QTL。检测到9个QTL(3个控制SDW,3个控制WMSR,3个控制SRUE),分别位于1A、1B、2D、4B、6D和7D等6条染色体上,单个QTL的贡献率为7.93%~13.92%。定位到4个主效QTL,分别为QSDW-6D,QWMSR-1B,QSR UE-1A和QSRUE-7D。 7.定位了小麦种子解除休眠后,在萌发的不同阶段WMSR等性状的条件QTL。定位到9个QTL(2个控制SDW,3个控制WMSR,4个控制SRUE),分别位于1A、1B、2D、5D、6D、7B和7D等7条染色体上,单个QTL的贡献率为7.12%~14.10%。检测到4个主效QTL,分别为QWMSR-1B、QWMSR-6D、QSRUE-1A和QSRUE-1B。其中QWMSR-1B、QSRUE-1B和QSRUE-7D在非条件和条件QTL中均被检测到,表明这些QTL在检测阶段内持续表达。而SDW-5D、QWMSR-6D和QSRUE-7B.2只在条件QTL分析中被检测到,表明这些QTL为净遗传效应。 综上所述,本研究共定位到9个控制PHS,3个控制GE,3个控制GP的QTL,以及3个控制SDW,3个控制WMSR,3个控制SRUE的非条件QTL和2个控制SDW,3个控制WMSR,4个控制SRUE的条件QTL。