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作为我国重要的粮食作物,小麦的产量和质量直接影响着农业的可持续发展和粮食安全。磷元素是植物的三大矿质营养之一,影响着小麦的生长发育和产量。然而,我国北方小麦主产区土壤普遍缺磷,成为限制产量的重要因素。长期以来人们通过补施磷肥维持小麦高产,但是磷肥利用效率普遍较低,已经造成了一系列环境污染和资源枯竭等问题。我们对小麦磷效率相关性状进行QTL分析,以发掘重要基因和QTL,为小麦磷高效分子标记辅助选择育种和基因克隆提供参考。本研究分别以“泰农18×临麦6号”和“山农0431×鲁麦21”两个RIL群体为材料,进行水培试验和大田试验,设正常磷和低磷处理,对小麦苗期和成熟期磷效率及形态性状进行QTL定位。获得的主要结果如下:(1)两个RIL群体不同磷水平下苗期性状的方差分析显示,低磷显著降低苗期生物量性状(地上部分干重和单株总干重)和磷吸收效率性状(地上部分磷含量、根部磷含量和单株总磷含量),但显著提高生物量根冠比、磷含量根冠比和磷利用效率性状(地上部分、根部和单株总磷利用效率)。在成熟期,低磷也显著降低了TL-RIL群体的株穗数、株高、千粒重、单株籽粒重、单株秸秆重、单株籽粒和秸秆磷含量,但明显提高单株籽粒和单株秸秆磷利用效率。两RIL群体不同磷处理环境下11个苗期和TL-RIL群体13个成熟期性状在基因型间和处理间均表现极显著差异(p≤0.01)。TLRIL群体24个性状的广义遗传力在51.12-92.61%之间;SL-RIL群体11个苗期性状的广义遗传力在58.21-90.43%之间。(2)两RIL群体苗期性状相关性分析发现,4个生物量性状(地上部分干重、根干重、单株总干重和生物量根冠比)与7个磷效率性状(地上部分磷含量、根的磷含量和单株总磷含量、磷含量根冠比、地上部分磷利用效率、根的磷利用效率和单株总磷利用效率)之间均存在显著相关性,说明苗期生物量性状可以作为磷效率的初级筛选指标。TL-RIL群体成熟期相关性分析发现,5个产量相关性状(株穗数、株高、千粒重、单株籽粒重和单株秸秆重)和2个相对性状(相对单株籽粒重和相对单株秸秆重)与4个磷效率相关性状(单株籽粒磷含量、单株秸秆磷含量、单株籽粒磷利用效率和秸秆磷利用效率)之间存在显著正相关关系,表明这些产量和相对性状也可作为评估磷效率的初级指标。苗期和成熟期性状相关性分析表明,11个苗期性状与6个产量性状(株穗数、株高、穗长、千粒重、单株籽粒重和单株秸秆重)和2个磷吸收效率性状(单株籽粒和秸秆磷含量)也存在显著相关性,说明某些苗期性状可在一定程度上预测成熟期产量和磷吸收效率性状。(3)利用tl-ril群体进行水培和大田试验,共检测到30个性状的178个加性qtl,包括163个苗期和成熟期性状qtl和15个相对性状qtl,分布于21条染色体,单个qtl可解释平均表型变异的4.52-51.68%。其中81个qtl的增效效应来源于泰农18,97个qtl的增效效应来源于临麦6号。两次水培试验正常磷处理平均值(npav)条件下的检测到的根冠比qtl的lod值最高,为36.00,可解释表型变异的51.68%。49个和63个qtl可分别在特定的低磷处理和正常磷处理下被检测到。在两个及以上磷处理环境下可检测到11个相对高频表达qtl(rhf-qtl),特别是qrsdw-4b可以同时在4个不同的磷环境和av条件下被检测到。我们还检测到10个qtl簇(c1-c10),分布在1a、1d、4b、5d、6a和6b染色体,包含80个性状-环境组合的qtl,占全部qtl的36.53%。qtl簇可分为两类,一类是仅在苗期被检测到的typei(c1、c2、c7、c8和c10),另一类是可同时在苗期和成熟期被检测到的typeii(c3、c4、c5、c6和c9)。其中4个qtl簇(c3、c5、c7和c9)含有7个rhf-qtl,且同时控制磷利用效率和形态性状,其增效效应均来自于母本泰农18(除qrsdw-4b外),是重要qtl簇,为同时改善小麦形态和磷利用效率提供了理论依据。此外,我们发现与51个qtl位点紧密连锁的29个分子标记的序列与已知est序列高度同源,包括19个仅在特定lp处理下检测到qtl、16个仅在特定np处理下检测到的qtl、4个rhf-qtl(qtpute-4b.1、qtdw-6a.1、qph-6d和qgn-7b)和6个qtl簇(c2、c3、c6、c8、c9和c10),说明这些qtl位点及附近可能存在功能位点。(4)利用sl-ril群体进行水培试验,11个被测定性状共检测到86个加性qtl,分布在除1d、2a和3d以外的18条染色体上,单个qtl可解释表型变异的6.41-19.55%。其中26个qtl的增效效应来源于山农0431,60个qtl的增效效应来源于鲁麦21。两次水培试验正常磷处理平均值(npav)条件下的检测到的地上部分磷利用效率qtl的lod值最高,为10.36,可解释表型变异的17.93%。其中27个和30个qtl只能在特定的低磷和正常磷处理下分别被检测到,3个rhf-qtl(qsdw-4d、qspute-4d和qtpute-4d)可以同时在两个及以上磷处理环境下被检测到。我们检测到分布在4d、5a和5b染色体上的7个qtl簇(c1-c7),包含46个性状-环境组合的qtl位点,占全部qtl的42.59%。其中位于4d染色体上的c1同时包含5个QTL,其中3个是RHF-QTL,除QRsdw外其他4个QTL(QTdw、QSdw、QSpute和QTpute)增效效应均来自于父本鲁麦21,是重的QTL簇,可同时改善小麦磷利用效率和形态性状。将已定位QTL涉及的标记与NCBI数据库已知的EST序列进行比对,发现与31个QTL紧密连锁的16个分子标记与EST序列高度同源,其中8个仅在特定LP条件下检测到的QTL、10个仅在特定NP条件下检测到的QTL、3个RHF-QTL和3个QTL簇(C1、C2和C6)与EST序列紧密连锁,说明这些QTL位点及附近可能存在功能基因。(5)将TL-RIL群体和SL-RIL群体定位的QTL进行比对,发现几乎所有的QTL都定位在了不同的标记区间内,只有TL-RIL群体的一个穗粒数的相对稳定QTL(Q Gn)和SL-RIL群体的一个磷含量根冠比QTL(QRspc.1)共定位在7B染色体的wPt-6156附近,这可能与两RIL群体的遗传背景不同有关。