【摘 要】
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小麦全球种植面积约2.15亿公顷,累计年产量约7.5亿吨,提供了人类约15%的日常卡路里消耗（FAO,2019）,是世界重要的粮食作物之一。人口增加、耕地面积减少、异常气候频发等多因素加剧粮食供需矛盾,预计到2050年小麦的产量需提高50～60%才能满足全球消费需求。持续提高小麦单产,培育高产、综合性状优异小麦新品种,是缓解世界粮食安全的有效途径。小麦品种烟农999具有高产、稳产、广适等特性,拥有
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小麦全球种植面积约2.15亿公顷,累计年产量约7.5亿吨,提供了人类约15%的日常卡路里消耗（FAO,2019）,是世界重要的粮食作物之一。人口增加、耕地面积减少、异常气候频发等多因素加剧粮食供需矛盾,预计到2050年小麦的产量需提高50～60%才能满足全球消费需求。持续提高小麦单产,培育高产、综合性状优异小麦新品种,是缓解世界粮食安全的有效途径。小麦品种烟农999具有高产、稳产、广适等特性,拥有良好的推广前景,未来生产和育种亲本应用潜力较大。明确烟农999的遗传特性,挖掘高产关键区段,可为烟农999育种及生产应用提供理论支撑。本研究利用55K小麦SNP芯片对烟农999、46份衍生品种（系）和243份育成的小麦品种（系）为材料组成的自然群体进行了全基因组基因型鉴定,分析了烟农999关键育种选择区段及其遗传效应,基于产量三要素优异等位基因组成比例分布解析了其高产形成的关键遗传基础,并利用功能标记和连锁分子标记对烟农999进行关键性状位点基因型检测,明确其优异等位基因组成。具体研究结果如下:（1）利用55K SNP芯片对烟农999及其衍生世代全基因组扫描,发现烟农999对46个衍生品种（系）的平均遗传贡献率为85.68%,在A、B、D三个亚基因组的贡献率分别为86.33%、85.73%和84.72%;2A染色体烟农999遗传贡献率最高,为97.75%,4A染色体贡献率最低,为63.96%。此外,烟农999对第三代、第五代、第六代及六代以上高代系的贡献率分别84.74%、85.88%、86.56%和87.70%。共检测到222个传递率在95%以上的烟农999共有区段,总长度为3580.78Mb,约占小麦基因组全长的21%,区段长度变幅为5.04～108.75Mb。烟农999高频率选择区段在A、B、D三个亚基因组长度分别为2101.93 Mb（58.70%）、982.87 Mb（27.45%）、495.98 Mb（13.85%）;在21条染色中,2A包含的高频率选择区段最长,约为483.37 Mb,7D最短,约为13.84Mb（2）基于性状–SNP单标记分析,利用243份育成小麦品种（系）组成的自然群体进行产量性状单标记QTL检测,共检测到1195个控制单株产量、790个控制千粒重、268个控制穗粒数和678个控制单株穗数的显著性SNP位点,其中烟农999基因型显示为增效位点的SNP数目分别为1004、744、138和90个,占比分别为84.02%、94.18%、51.69%和13.27%。A、B、D三个亚基因组中,A基因组检测到烟农999增加单株产量千粒重的显著性SNP位点最多,分别为511个和411个,占比分别为42.76%和52.03%;B基因组检测到烟农999增加单株产量千粒重的显著性SNP位点占比分别为21.17%和15.44%;D基因组对应显著性SNP位点占比分别为20.08%和26.71%。222个高频率选择区段包含来自烟农999的单株产量显著性增效SNP位点为369个,千粒重增效位点为296个,占比分别为36.75%和39.78%;其中7A染色体高频率选择区段来自烟农999的单株产量增效SNP位点最多,为183个（18.22%）;6A染色体高频率选择区段来自烟农999的千粒重增效位点SNP最多,为108个（14.52%）。上述结果说明,烟农999因其含有丰富的千粒重和单株产量优异等位基因,是其高产、稳产的重要遗传基础,而其在穗粒数、单株穗数优异等位基因位点尚未被强烈选择,也是未来遗传改良亟需重点攻克的待改良目标性状。（3）利用84对与品质、抗病、产量和生长特性的功能标记对烟农999基因型进行检测,发现其在By8、Bx7、Dx5、Wx-A1a、Wx-D1a和Wx-B1a等品质基因位点为优异等位基因类型;在Lr21、Lr28、Lr29、Lr38、Yr17、Yr18和Yr10等抗病基因位点为优异等位基因类型;在Ta Fer-A1、Ta Fer-A1a、Ta Fer-A1b、Ta-CRT和Dreb1等抗旱基因位点为优异等位基因类型;在vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-B3等春化相关基因位点基因型鉴定结果显示烟农999为半冬性小麦品种;在2个光周期的功能标记位点基因型鉴定结果显示烟农999为光周期不敏感类型（Ppd-D1a、Ppd-D1b）;在Rht-B1b、Rht-D1b和Rht8的3个矮秆相关功能标记基因位点基因型鉴定结果显示烟农999具有降秆等位基因;在CWI22、Ta7B和TG9的3个千粒重相关基因位点基因型鉴定结果显示烟农999具有增加粒重的优异等位基因类型。
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