1、54卷南 方 农 业 学 报 1002小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析姚维成1,丁明亮2,吴坤3,郭瑞1,陈琛1,温明星1,刘家俊1,邓垚1,申雪懿1,李东升1*(1江苏丘陵地区镇江农业科学研究所,江苏镇江212400;2云南省农业科学院粮食作物研究所,云南昆明650205;3镇江市丹徒区农业农村局,江苏镇江212100)摘要:【目的】通过小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析,探析小麦湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数的遗传规律,为我国长江中下游麦区红皮强筋专用小麦品种选育提供理论参考。【方法】以苏麦6号扬97G59为亲本构建的双单倍体(DH)群体(共189个家系)为材料,采
2、用主基因+多基因遗传分离分析方法对小麦湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数进行遗传模型分析。【结果】湿面筋含量在句容试点MX2-ED-A模型为最佳模型,受到2对显性上位性效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为74.18%,多基因遗传率为24.35%,但在扬州试点MX2-IE-A模型为最佳模型,受到2对抑制效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为7.41%,多基因遗传率为90.60%。对于干面筋含量,在句容试点MX2-ED-A模型为最佳模型,受到2对显性上位性效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为38.24%,多基因遗传率为61.61%,但在扬州试点MX2-IE-A
3、模型为最佳模型,受到2对抑制效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为5.65%,多基因遗传率为94.04%。面筋指数在句容试点MX2-AI-AI模型为最佳模型,受到2对加性上位性效应主基因和加性上位性效应微效多基因控制,主基因遗传率为66.34%,多基因遗传率为33.55%,但在扬州试点MX2-DE-A模型为最佳模型,受到2对重叠效应主基因和加性效应微效多基因控制,主基因遗传率为42.05%,多基因遗传率为57.62%。【结论】小麦干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数均表现为数量性状的特点,受多基因的控制,且存在环境效应。干面筋含量和湿面筋含量的遗传主要受2对显性上位性或抑制效应主基因+
4、多基因的控制;面筋指数的遗传受2对加性上位性或重叠效应主基因+多基因的控制。关键词:小麦;湿面筋含量;干面筋含量;面筋指数;主基因+多基因遗传模型中图分类号:S512.103.51文献标志码:A文章编号:2095-1191(2023)04-1002-08收稿日期:2023-03-07基金项目:江苏省重点研发计划项目(BE2021375);江苏省农业科技自主创新资金项目 CX(21)3065;镇江市重点研发计划项目(NY20210005);镇江市农业科学院青年基金项目(QNJJ2020003)通讯作者:李东升(1986-),https:/orcid.org/0009-0000-7605-9365
5、,副研究员,主要从事小麦新品种选育推广研究工作,E-mail:第一作者:姚维成(1989-),https:/orcid.org/0009-0003-8122-1306,主要从事小麦品质遗传及新品种选育研究工作,E-mail:1547269378 南方农业学报Journal of Southern Agriculture2023,54(4):1002-1009ISSN 2095-1191;CODEN NNXAABhttp:/DOI:10.3969/j.issn.2095-1191.2023.04.004Analysis of major gene+polygene inheritance mod
6、el for glutenrelated traits in wheatYAO Wei-cheng1,DING Ming-liang2,WU Kun3,GUO Rui1,CHEN Chen1,WEN Ming-xing1,LIU Jia-jun1,DENG Yao1,SHEN Xue-yi1,LI Dong-sheng1*(1Zhenjiang Institute ofAgricultural Sciences in the HillyArea of Jiangsu Province,Zhenjiang,Jiangsu 212400,China;2Food Crops Research Ins
7、titute,YunnanAcademy ofAgriculture Sciences,Kunming,Yunnan 650205,China;3Dantu DistrictAgriculture and Rural Bureau of Zhenjiang City,Zhenjiang,Jiangsu 212100,China)Abstract:【Objective】The purpose of the study was to analyze the inheritance patterns of wet gluten content,dry glutencontent and gluten
8、 index of wheat through the analysis of major gene+polygene in heritance model for gluten related traitsin wheat,so as to provide theoretical reference for the selection and breeding of red skin strong gluten special wheat varietiesin wheat region of the middle and lower reaches of Yangtze River in
9、China.【Method】The doubled haploid(DH)popula-4期10030引言【研究意义】小麦作为世界上最重要的三大主粮之一,因其籽粒中含有醇溶蛋白和谷蛋白可形成其他谷物不具备的面筋,使面团具有独特的黏弹性,这一特性可使小麦加工制造成种类繁多的面制食品(Delcour et al.,2012;李芳等,2019)。小麦面筋的含量和质量,是鉴定小麦粉品质优劣的重要指标之一,决定了面团的工艺性能及蒸煮和焙烤食品的品质(路建龙等,2004;王灵昭和陆启玉,2005;Saini etal.,2022),小麦面筋指数与面包体积和面包评分呈极显著正相关(牟秋焕等,2009)。我国
10、的优质小麦品质与国外相比还存在较大差距,主要表现为小麦品种面筋强度弱、质量差、面团流变学特性差、沉淀值低、面包烘烤品质不好,缺少适于制作面包和优质面条的强筋小麦和适于制作饼干和糕点的低筋小麦。因此,对小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型进行分析,以期解析小麦面筋的含量和质量遗传规律,对我国小麦品质育种具有重要的研究意义。【前人研究进展】小麦面筋的含量和质量相关性状多为数量性状,而控制数量性状的基因中既有遗传效应较大的主基因,又有遗传效应较小的多基因(王建康等,1997)。传统的遗传分析方法是采用双列杂交设计法分析其遗传效应。陈后庆等(2005)采用完全双列杂交设计研究发现,小麦干面筋含量和
11、湿面筋含量的狭义遗传力均较低,其遗传可能受母体植株基因型控制。唐建卫等(2011)采用Griffing双列杂交设计法II研究发现,小麦湿面筋含量和面筋指数的遗传率表现中等偏上,狭义遗传率分别为44.26%和73.44%。虽然双列杂交法方法能较好地估算数量性状变异的遗传分量和环境分量,但对遗传模式未能深入研究。因此,众多研究者采用植物数量遗传体系主基因+多基因遗传模型分析法研究植物数量性状的遗传规律。该方法是由盖均镒(2005)提出,已在不同作物的不同遗传群体遗传分析中得到了广泛应用。在麦类作物方面,吕亮杰等(2014)研究发现,大麦的直链淀粉含量符合2对连锁抑制作用主基因模型和2对连锁互补作用
12、主基因+加性多基因遗传模型,而支链淀粉含量符合2对抑制作用主基因+加性多基因遗传模型和2对连锁显性上位性作用主基因+加性多基因遗传模型;解松峰等(2020)利用重组自交系(RIL)群体对小麦主要农艺性状进行遗传分析,结果发现单株产量的最优遗传模型是4对加性上位性主基因+多基因遗传模型,而千粒重的最优遗传模型是2对互补作用主基因+加性效应多基因混合遗传模型。在水稻方面,江建华等(2021)通过F1、F2和F2:3家系的遗传分析发现,水稻柱头长度、花柱长度和柱头花柱总长度均受2对主基因+多基因共同控制;张中伟等(2022)对构建的玉米6世代群体进行遗传分析,结果发现玉米穗轴粗性状主要受到多基因控制
13、,在多基因遗传率较高的世代tion(189 families in total)constructed with Sumai 6Yang 97G59 as the parents was used as the material,and inheri-tance model analysis of wet gluten content,dry gluten content and gluten index of wheat was carried out by using majorgene+polygene inheritance segregation analysis.【Result】W
14、et gluten content in Jurong pilot MX2-ED-Amodel was the op-timal model,which was controlled by 2 pairs of dominant epistatic effect major genes and additive effect and minor-effectpolygenes.The heritability of the major gene was 74.18%,and the polygene heritability was 24.35%.But the MX2-IE-Amodel w
15、as the optimal model in Yangzhou pilot,which was controlled by 2 pairs of inhibitory effect major genes andadditive effect and minor-effect polygenes.The heritability of the major gene was 7.41%,and the polygene heritabilitywas 90.60%.Dry gluten content in Jurong pilot MX2-ED-A model was the optimal
16、 model,which was controlled by 2pairs of dominant epistatic effect major genes and additive effect and minor-effect polygenes.The heritability of the majorgene was 38.24%,and the polygene heritability was 61.61%.In Yangzhou pilot,the MX2-IE-A model was the optimalmodel,which was controlled by 2 pair
17、s of inhibitory effect major genes and additive effect and minor-effect polygenes.The heritability of the major gene was 5.65%,and the polygene heritability was 94.04%.The gluten index in Jurong pilotMX2-AI-AI model was the optimal model,which was controlled by 2 pairs of additive epistatic effect m
18、ajor genes andadditive epistatic effect and minor-effect polygenes.The heritability of the major gene was 66.34%,and that of the poly-gene was 33.55%.In Yangzhou pilot,the MX2-DE-A model was the optimal model,which was controlled by 2 pairs ofoverlapping effectmajor genes and additive effect and min
19、or-effect polygenes.The heritability of major gene was 42.05%,and that of polygene was 57.62%.【Conclusion】The dry gluten content,wet gluten content and gluten index of wheat arequantitative characters,which are controlled by multiple genes and have environmental effects.The inheritance of dryglutenc
20、ontent and wet gluten content is mainly controlled by 2 pairs of dominant epistatic or inhibitory effect major genes+polygenes.The inheritance of gluten index is controlled by 2 pairs of additive epistatic or overlapping effect major gene+polygene.Key words:wheat;wet gluten content;dry gluten conten
21、t;gluten index;major gene+polygene inheritance modelFoundation items:Jiangsu Key Research and Development Plan Project(BE2021375);Jiangsu Agricultural Scienceand Technology Independent Innovation Fund Project CX(21)3065;Research and Development Plan Project of Zhen-jiang City(NY20210005);Youth Fund
22、Project of ZhenjiangAcademy ofAgricultural Sciences(QNJJ2020003)姚维成等:小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析54卷南 方 农 业 学 报 1004通过轮回选择或聚合回交等方法累积增效基因。为探明大白菜诱变获得的生物钟长周期突变体下胚轴长度和现蕾时间性状的遗传机制,马孝颖等(2022)对构建的F2代分离群体进行遗传分析,结果表明下胚轴长度和现蕾时间均符合2对加性显性上位性主基因+加性显性多基因模型。在油菜方面,Ji等(2013)通过研究油菜抽薹相关性状的遗传特性发现,抽薹指数由2对加性显性上位性主基因控制;开花时间受1个加
23、性显性上位性主基因控制。【本研究切入点】江苏丘陵地区镇江农业科学研究所采用苏麦6号和扬97G59的杂交组合,通过系圃法选育出红皮强筋小麦品种镇麦168、镇麦9号和镇麦10号等(陈爱大等,2008,2011;蔡金华等,2017),湿面筋含量和质量得到很大提高,并在长江中下游麦区被广泛地推广应用,但目前未见其面筋含量和面筋指数的遗传研究报道,也鲜见其他小麦面筋含量和面筋指数的遗传研究。【拟解决的关键问题】本研究课题组团队通过前期对苏麦6号和扬97G59鉴定发现其干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数具有明显差异,可作为研究面筋遗传机制的良好试验材料。以扬97G59(P1)为母本和苏麦6号(P2)为父本配
24、制的杂交组合获得的F1代,再采用小麦玉米杂交诱导小麦双单倍体(DH)技术构建DH群体189份,采用主基因+多基因遗传模型分析法探究镇麦系列品种干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数遗传机制,为我国长江中下游麦区红皮强筋专用小麦品种选育提供依据。1材料与方法1.1试验材料供试材料为扬97G59和苏麦6号,以及扬97G59(P1)为母本和苏麦6号(P2)为父本配制的杂交组合获得的F1代,再采用小麦玉米杂交诱导小麦双单倍体技术构建的双单倍体(DH)群体189份。DH群体由云南省农业科学院粮食作物研究所构建。1.2试验方法1.2.1田间设计2021年11月1日将参试材料分别播种于句容市行香镇镇江农业科技创新
25、中心(句容试点,E1)和扬州大学农牧场(扬州试点,E2),每个材料播种3行,行长1.0 m,行距0.2 m,每行40粒,重复2次。2个试点均采用统一大田管理,全程防虫防病。成熟后按小区混收,晒干贮藏备用。1.2.2测定方法2022年6月分别将2个试点DH群体及亲本按小区混收混脱,熏蒸贮藏60 d后,按照GB/T 213052007 谷物及谷物制品水分的测定 常规法 测定籽粒水分。采用小型旋风式磨粉机制备全麦粉。采用东孚双头面筋仪按照GB/T 5506.22008 小麦和小麦粉 面筋含量 第2部分:仪器法测定湿面筋 方法测定计算湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数。每混合样品测定2次,求平均值作为样
26、本值。1.2.3统计分析试验数据整理后采用SPSS 17.0进行方差分析。采用数量性状主基因+多基因混合遗传分析R软件包SEA v2.0-G3DH中的极大似然法和迭代ECM算法(简称IECM)(王靖天等,2022),估算苏麦6号扬97G59组合(P1、P2和DH群体)3个面筋性状,共获得多基因(PG)、1对主基因+多基因(MX1)、2对主基因+多基因(MX2)、3对主基因+多基因(MX3)和4对主基因(4MG)共5类38种遗传模型的极大对数似然函数值和AIC(Akaike informa-tion criterion)值。根据该模型提出的最适模型判定标准确定最佳模型,即选择AIC值最小的模型作
27、为最适模型入选,如果不同模型间AIC接近,则进一步对入选模型进行适合性测验,包括均匀性检验(U12、U22和U32)、Smirnov检验(nW2)和Kolmogorov检验(Dn),以此判定最佳模型,根据各模型得出的成分分布参数计算其各项遗传参数。2结果与分析2.1亲本和DH群体湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数的变异分析结果亲本和DH群体的湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数的变异情况如表1所示。2个亲本间的湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数均存在极显著差异(P0.01,下同),其中扬97G59的湿面筋含量和干面筋含量均高于苏麦6号,但其面筋指数低于苏麦6号,2个亲本在句容试点(E1)和扬州试点(E
28、2)的差异表现一致。2个试点DH群体间的湿面筋含量和干面筋含量和面筋指数变幅较大,变异系数为17.63%26.42%,表现出丰富的变异。2个试点3个性状的频率分布均表现包含有多种正态分布的混合分布(图1),表明小麦面筋性状受主基因和多基因的控制,可采用主基因+多基因遗传模型进行遗传分析。2.2DH群体湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数的方差分析结果DH群体的湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数方差分析结果如表2所示。DH群体间的湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数差异均达极显著水平,表明群体间的遗传变异丰富。此外,在试点间及试点品系的互作均达显著(P0.05,下同)或极显著水平,4期1005面筋指数 G
29、luten index403020100406080100扬州 Yangzhou频率 Frequency湿面筋含量 Wet gluten content40302010020253035404550扬州 Yangzhou频率 Frequency指标Index湿面筋含量 Wet gluten content干面筋含量 Dry gluten content面筋指数 Gluten index试点Location句容扬州句容扬州句容扬州亲本 Parent扬97G59Yang 97G5938.6538.6512.8012.0573.4745.16苏麦6号Sumai 623.7024.458.358.25
30、99.1697.75t14.17*40.11*39.73*24.05*33.54*43.50*DH群体 DH population变幅Variation amplitude19.0549.5117.8050.806.3016.405.8016.3522.2299.6127.0399.41平均值Mean34.8733.8311.3210.9262.1062.94变异系数(%)CV17.6317.8118.0218.1526.4223.75变异来源Source of variation地点 Location品系 Strain地点品系 Locationstrain误差 Error自由度df11881
31、88湿面筋含量 Wet gluten content均方 MS204.090129.59518.6072.567F79.499*50.481*7.248*干面筋含量 Dry gluten content均方 MS29.96114.2261.9530.234F128.076*60.815*8.347*面筋指数 Gluten index均方 MS133.779738.795246.40620.287F6.594*36.416*12.146*表 1亲本和DH群体的表型变异Table 1Phenotypic variation of parents and DH population*表示差异极显著(
32、P0.01)。表2同*indicated extremely significant difference(P0.01).The same was applied in Table 2图 12个试点湿面筋、干面筋含量和面筋指数的次数分布、拟合混合分布及其成分分布Fig.1Frequency distribution histogram,fitted mixed distribution and its component distribution for wet gluten content,dry gluten content and gluten index at two location
33、s实线:群体整体正态分布曲线;虚线:群体内不同成分分布拟合曲线Solid line:Population normal distribution curve;dotted line:Distribution fitted curve of different components within the population表 2DH群体的湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数的方差分析Table 2Variance analysis of wet gluten content,dry gluten content and gluten index in DH population干面筋含量 Dry
34、gluten content干面筋含量 Dry gluten content50403020100频率 Frequency681012141618504030201006810121416句容 Jurong频率 Frequency扬州 Yangzhou*表示差异显著(P0.05)*indicated significant differece(P0.05),由于模型MX2-IE-A理论分布配合实际分布适合性的概率值比其他3个模型的高,故将MX2-IE-A判定为最佳模型,说明湿面筋含量在E2环境下表现为受2对主基因和微效多基因的共同控制,其中2对主基因表现出抑制效应,而微效多基因表现为加性效应。
35、采用上述相同方法对干面筋含量和面筋指数在2个环境下的最佳模型进行判定。对于干面筋含量,在E1环境下最佳模型为MX2-ED-A,表现为受2对主基因和微效多基因的共同控制,其中2对主基因表现为显性上位性效应,而微效基因表现为加性效应;在E2环境下最佳模型为MX2-IE-A,表现为受2对主基因和微效多基因的共同控制,其中2对主基因表现出抑制效应,而微效多基因表现为加性效应。对于面筋指数,在E1环境下最佳模型为MX2-AI-AI,表现为受2对加性-上位性主基因和加性-上位性微效多基因的共同控制;在E2环境下最佳模型为MX2-DE-A,表现为受2对重叠效应主基因和加性效应微表 33个面筋性状的备选模型配
36、合表型分布的极大似然值和AIC值Table 3Maximum Log likelihood value and AIC values of candidate models calculated with phenotypic distribution for three glutentraitsE1表示句容试点;E2表示扬州试点;MX表示主基因+多基因模型;PG表示多基因模型;ED表示显性上位效应;ER表示隐性上位效应;IE表示抑制效应;CE表示互补效应;AI表示加性上位性效应;DE表示重叠效应;A表示加性效应;AE表示加性上位性效应;适合性检验中5个数字分别指在U12、U22、U32、nW
37、2和Dn适合性检验中达显著水平的统计量个数;加粗表示最适模型E1:Jurong;E2:Yangzhou;MX:Major gene+polygene model;PG:Polygene model;ED:Dominance-epistatic effect;ER:Recessive-epistatic effect;IE:Inhibition effect;CE:Complementary effect;AI:Additive-epistatic effect;DE:Overlapping effect;A:Additive effect;AE:Additive-epistatic ef-fe
38、ct;the five numbers in the fitness test respectively referred to the number of statistics that reached the significant level in the fitness test of U12,U22,U32,nW2and Dn;the optimal model was shown in bold4期1007效多基因的控制。2.4面筋性状遗传参数估计3个面筋性状在2个环境下的最佳模型遗传参数估计值如表4所示。对于湿面筋含量,E1环境下2个主基因的加性效应分别为-0.404和7.743
39、,多基因加性效应为4.008,主基因遗传率为74.18%,多基因遗传率为24.35%,遗传方式受主基因的影响较大;而在E2环境下2对主基因的抑制效应为-1.810,多基因加性效应为6.938,主基因遗传率为7.41%,多基因遗传率为90.60%,遗传方式受多基因的影响较大。对于干面筋含量,E1环境下2对主基因的加性效应分别为-0.635和1.529,多基因加性效应为2.096,主基因遗传率为38.24%,多基因遗传率为61.61%;E2环境下2对主基因的抑制效应为-0.516,多基因加性效应为1.900,主基因遗传率为5.65%,多基因遗传率为94.04%;2个环境下干面筋含量的遗传均以多基因
40、遗传为主。对于面筋指数,E1环境下2对主基因的加性效应分别为-11.070和-5.431,基因间的上位性效应为4.552,主基因遗传率为66.34%,多基因遗传率为33.55%,其遗传方式受主基因的影响较大;E2环境下2对主基因的重叠效应为-8.538,多基因加性效应为-26.298,主基因遗传率低于多基因遗传率,说明其遗传方式倾向于受多基因的影响较大。3讨论小麦湿面筋含量和面筋指数表现为多基因控制的数量性状,对于其遗传机理的解析存在较大的困难。传统的遗传分析方法是通过构建双列杂交设计分析其遗传效应,该设计能较好地估算数量性状变异的遗传分量和环境分量,但对遗传模式不能深入研究。植物数量性状主基
41、因+多基因遗传模型与传统遗传分析方法相比所得结果更客观,通过表型值快速判断目标性状的遗传组成,该方法分析的基因是理论上的基因数目,其结果与QTL定位检测到的主基因数量是相符的(王春娥等,2008)。近年来该方法在不同作物上得到大量应用,证明其在解析遗传模式方面具有较高的精准度,故本研究选择采用该方法对干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数进行遗传分析。采用植物数量性状分析方法对干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数进行主基因+多基因模型分析,结果显示湿面筋含量、干面筋含量和面筋指数的遗传模式和效应在2个试点间均存在一定的差异,干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数在试点间及试点品系互作均达到显著或极显著差异,表
42、明3个性状的遗传受基因控制外,环境因素的影响也不容忽视,环境因素是造成2个环境中3个性状检测到的基因效应不同的主要原因。前人研究认为,小麦湿面筋含量和面筋指数的遗传不仅受加性效应和显性效应影响,还存在非等位基因间的互作(唐建卫等,2011),还可能受胚乳基因型或母株基因型控制以及核外遗传效应(即细胞质效应)(陈后庆等,2005)。本研究通过主基因+多基因模型分析发现,干面筋含量和湿面筋含量的遗传主要受2对显性上位性或抑制效应主基因+多基因的控制;面筋指数受2对加性上位性或重叠效应主基因+多基因的控制。本研究所得结果与唐建卫等(2005)、陈后庆等(2011)等的研究结果一致,均认为干面筋含量、
43、湿面筋含量和面筋指数受加表 43个面筋性状遗传参数估计值Table 4Genetic parameters of three gluten genetic parametersm:基因效应中亲值;da:第1对主基因的加性效应;db:第2对主基因的加性效应;iab:加性加性互作效应;d:多基因加性效应;p2:表型方差;mg2:主基因方差;pg2:多基因方差;hmg2:主基因遗传率;hpg2:多基因遗传率m:Gene effect median parent value;da:Additive effect of the first major gene;db:Additive effect of
44、 the second major gene;iab:Additive effectaddi-tive effect interaction;d:Additive effect of polygene;p2:Phenotypic variance;mg2:Major gene variance;pg2:Polygenic variance;hmg2:Major geneheritability;hpg2:Polygenic heritability遗传参数Genetic parameter一阶遗传参数First-ordergeneticparameter二阶遗传参数Second-orderge
45、neticparametermdadbiabdp2mg2pg2hmg2hpg2湿面筋含量 Wet gluten contentE1 MX2-ED-A35.073-0.4047.7434.00837.828.049.2174.1824.35E2 MX2-IE-A32.933-1.8106.93836.292.69032.8847.4190.60干面筋含量 Dry gluten contentE1 MX2-ED-A11.339-0.6351.5292.0964.161.5912.56338.2461.61E2 MX2-IE-A10.666-0.5161.9003.930.2223.6955.659
46、4.04面筋指数 Gluten indexE1 MX2-AI-AI85.414-11.070-5.4314.552269.150178.55690.30066.3433.55E2 MX2-DE-A75.648-8.538-26.298223.46093.971128.75242.0557.62姚维成等:小麦面筋相关性状的主基因+多基因遗传模型分析54卷南 方 农 业 学 报 1008性效应影响,且存在基因间的互作效应。不同之处是本研究中主基因+多基因模型无法检测基因间的显性效应和胚乳效应(或细胞质效应),其原因可能是采用的遗传群体和不同分析方法基于的遗传假设不同造成的,本研究中应用的DH群体各
47、个家系均为纯合基因型,排除了显性效应,保留了加性效应。此外,本研究相比其他方法的优点在于对控制干面筋含量、湿面筋和面筋指数的基因数量和遗传率进行了估算,对于干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数的遗传模式解释更加清晰。干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数作为衡量小麦面粉质量的重要指标之一,上述研究结果仅仅是依托表型数据对基因效应进行推测,对于真实的遗传机制尚不能清楚解析。因此,后续可利用本研究的遗传群体构建了高密度SNP遗传连锁图谱,并进行干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数性状的基因精细定位,综合主基因+多基因模型分析和QTL定位结果,对干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数的遗传进行深入解析,以期解决我国目前
48、小麦育种中“强筋不强、弱筋不弱”的问题,为优质专用小麦分子辅助育种提供理论依据。4结论小麦干面筋含量、湿面筋含量和面筋指数均表现为数量性状的特点,受多基因的控制,且存在环境效应。干面筋含量和湿面筋含量的遗传主要受2对显性上位性或抑制效应主基因+多基因的控制;面筋指数受2对加性上位性或重叠效应主基因+多基因的控制。本研究结果为面筋相关性状的主效位点的挖掘以及分子标记辅助选择优质专用小麦提供了理论依据。参考文献:蔡金华,陈爱大,李东升,曲朝喜,温明星.2017.优质高产小麦新品种镇麦10号的选育 J.湖北农业科学,56(20):3825-3827.Cai J H,Chen A D,Li D S,Q
49、u C X,WenM X.2017.Breeding of new wheat variety Zhenmai 10with high yield and high quality J.Hubei AgriculturalSciences,56(20):3825-3827.doi:10.14088/ki.issn0439-8114.2017.20.008.陈爱大,杨红福,曲朝喜,朱传统,岳旭国,景德道.2008.优质强筋红皮小麦新品种镇麦168的选育和栽培要点 J.江苏农业科学,36(2):95-96.Chen A D,Yang H F,Qu CX,Zhu C T,Yue X G,Jing D
50、 D.2008.Breeding and keypoints of cultivation of a new red skin wheat variety Zhen-mai 168 with high quality and strong gluten J.JiangsuAgricultural Sciences,36(2):95-96.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.02.036.陈爱大,杨红福,温明星,曲朝喜.2011.高产优质多抗小麦新品种镇麦9号的选育和栽培技术 J.江苏农业科学,39(5):127-128.Chen A D,Yang H F,Wen M X