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小麦是我国主要的粮食作物之一。随着人们生活水平的提高,对小麦品质的要求也越来越高,改良小麦品质成为小麦育种的重要目标。色泽是小麦面粉以及面片质量的重要体现之一,而面条作为中国北方的主食之一,其弹性、拉伸性、口感等品质的好坏直接影响人们的生活质量。因此,研究小麦色泽及面条品质相关性状的遗传机制对小麦品质改良育种具有重要的意义。
本研究以205份中国冬麦区小麦品种(系)为材料,利用90k小麦SNP基因芯片构建的高密度遗传图谱对面粉及面片色泽和面条品质相关性状进行了全基因组关联分析。主要研究结果如下:
1.面粉白度、色泽的关联分析
共检测到54个与面粉白度性状呈显著关联(P<10-3)的位点,其中21个位点的P值低于10-4,且有4个关联位点在多个环境中重复出现,其中关联位点BS00000020_51在多个环境中重复出现且对表型变异的贡献率高达15.95%。共检测到92个与面粉色泽L*值显著关联的位点,其中位于5D染色体上的BS00000020_51在4个环境中均能关联到,该位点在E1环境中关联表现出12.28%的表型变异贡献率;与面粉色泽a*值显著关联的位点有80个,有11个位点在多个环境中重复出现,其中Excalibur_c8883_214(7A)、Excalibur_rep_c114255_439(7A)、Kukri_c65663_642(7A)、Excalibur_rep_c92684_578(7B)、Excalibur_c5938_1669(7B)、Excalibur_c5938_1703(7B)同时在三种环境中检测到;与面粉色泽b*值显著关联的位点有47个,其中TA003858-0637(6A)同时在三个环境中重复出现,BS00000020_51(5D)同时在四个环境中检测到。
2.面片色泽的关联分析
在P<10-3水平下(显著水平)共检测到73个控制面片色泽的关联位点,单个关联位点表型变异贡献率范围为5.4%-12.46%。其中,63个位点重复多次出现。在P≤10-5水平下(极显著水平)共检测到10个控制面片色泽的关联位点,单个关联位点表型变异贡献率范围为10.48%-12.46%。其中,位于2A染色体上的GENE-1258_171于E1和E3环境下的鲜面片与干面片中重复出现,并呈现出高达10.51%的表型变异贡献率。
3.干面条断裂参数的关联分析
检测到37个与干面条断裂强度相关联(P<10-3)的位点及10个与干面条的弹性相关联(P<10-3)的位点,其中多个与断裂强度显著关联的位点集中出现在3B和6A染色体上。
4.湿面条拉伸参数的关联分析
在P<10-3水平下(显著水平)共检测到51个控制面条延伸性的关联位点以及39个控制面条延伸强度的关联位点,单个关联位点表型变异贡献率范围为5.73%-12.88%。在P≤10-5水平下(极显著水平)共检测到3个控制湿面条延伸性的关联位点以及1个与湿面条拉伸强度相关联的位点,分别位于2A、2B、4D以及2D等4条染色体上,单个关联位点表型变异贡献率范围为8.95%-12.88%。
5.面条TPA参数的关联分析
在P≤10-5水平下(极显著水平)共检测到13个控制面条弹性的关联位点、5个控制面条黏着性的位点、2个控制面条咀嚼度的位点、3个控制面条黏聚性的位点、3个与面条胶着性相关联的位点、3个与面条硬度相关联的位点以及3个与面条回复性相关联的位点,单个关联位点表型变异贡献率范围为6.59%-15.81%。其中,与面条弹性相关联的位点wsnp_Ex_rep_c80588_75758453在两个环节中重复检测到。
6.面条感官评价参数的关联分析
在P≤10-5水平下(极显著水平),共检测到控制面条色泽、面条表观状态、控制面条适口性、控制面条韧性、面条粘性、面条光滑性以及面条食味相关联的位点各7个,分别位于1B、3A、4A、5B及6B等5条染色体上,单个关联位点表型变异贡献率范围为7.94%-10.57%。
本研究以205份中国冬麦区小麦品种(系)为材料,利用90k小麦SNP基因芯片构建的高密度遗传图谱对面粉及面片色泽和面条品质相关性状进行了全基因组关联分析。主要研究结果如下:
1.面粉白度、色泽的关联分析
共检测到54个与面粉白度性状呈显著关联(P<10-3)的位点,其中21个位点的P值低于10-4,且有4个关联位点在多个环境中重复出现,其中关联位点BS00000020_51在多个环境中重复出现且对表型变异的贡献率高达15.95%。共检测到92个与面粉色泽L*值显著关联的位点,其中位于5D染色体上的BS00000020_51在4个环境中均能关联到,该位点在E1环境中关联表现出12.28%的表型变异贡献率;与面粉色泽a*值显著关联的位点有80个,有11个位点在多个环境中重复出现,其中Excalibur_c8883_214(7A)、Excalibur_rep_c114255_439(7A)、Kukri_c65663_642(7A)、Excalibur_rep_c92684_578(7B)、Excalibur_c5938_1669(7B)、Excalibur_c5938_1703(7B)同时在三种环境中检测到;与面粉色泽b*值显著关联的位点有47个,其中TA003858-0637(6A)同时在三个环境中重复出现,BS00000020_51(5D)同时在四个环境中检测到。
2.面片色泽的关联分析
在P<10-3水平下(显著水平)共检测到73个控制面片色泽的关联位点,单个关联位点表型变异贡献率范围为5.4%-12.46%。其中,63个位点重复多次出现。在P≤10-5水平下(极显著水平)共检测到10个控制面片色泽的关联位点,单个关联位点表型变异贡献率范围为10.48%-12.46%。其中,位于2A染色体上的GENE-1258_171于E1和E3环境下的鲜面片与干面片中重复出现,并呈现出高达10.51%的表型变异贡献率。
3.干面条断裂参数的关联分析
检测到37个与干面条断裂强度相关联(P<10-3)的位点及10个与干面条的弹性相关联(P<10-3)的位点,其中多个与断裂强度显著关联的位点集中出现在3B和6A染色体上。
4.湿面条拉伸参数的关联分析
在P<10-3水平下(显著水平)共检测到51个控制面条延伸性的关联位点以及39个控制面条延伸强度的关联位点,单个关联位点表型变异贡献率范围为5.73%-12.88%。在P≤10-5水平下(极显著水平)共检测到3个控制湿面条延伸性的关联位点以及1个与湿面条拉伸强度相关联的位点,分别位于2A、2B、4D以及2D等4条染色体上,单个关联位点表型变异贡献率范围为8.95%-12.88%。
5.面条TPA参数的关联分析
在P≤10-5水平下(极显著水平)共检测到13个控制面条弹性的关联位点、5个控制面条黏着性的位点、2个控制面条咀嚼度的位点、3个控制面条黏聚性的位点、3个与面条胶着性相关联的位点、3个与面条硬度相关联的位点以及3个与面条回复性相关联的位点,单个关联位点表型变异贡献率范围为6.59%-15.81%。其中,与面条弹性相关联的位点wsnp_Ex_rep_c80588_75758453在两个环节中重复检测到。
6.面条感官评价参数的关联分析
在P≤10-5水平下(极显著水平),共检测到控制面条色泽、面条表观状态、控制面条适口性、控制面条韧性、面条粘性、面条光滑性以及面条食味相关联的位点各7个,分别位于1B、3A、4A、5B及6B等5条染色体上,单个关联位点表型变异贡献率范围为7.94%-10.57%。