生物中心小麦抗旱重要性状基因定位研究取得新进展

近日，生物中心利用小麦分子遗传连锁图谱对不同水分条件下小麦水、旱交重组自交系（RIL）群体的碳同位素分辨率（∆）进行数量性状基因位点（QTL）定位，在四种水分条件下检测到5个控制小麦∆的QTL，分别位于小麦5B、7B 和3D染色体上，5个QTL 对∆表型贡献率为8.2%-40.3%。在三种水分条件下检测到相同的稳定表达的QTL,均位于小麦7B 染色体上，其中 位于区间barc267-gwm46 的 QTL对小麦∆具有最大的遗传效应, 贡献率为40.3%，为控制小麦∆的主效QTL。研究结果为小麦抗旱及水分利用效率（WUE）新基因发掘、分子标记辅助选择育种、基因克隆奠定了基础。
WUE是作物节水抗旱性重要指标，然而，在大田条件下直接测定作物的WUE，以及利用常规育种方法改良作物的WUE非常困难。∆鉴定技术的出现，缓解了这一难题。1982年Farquhar等首次发现植物WUE与∆呈负相关，用∆值可作为选择抗旱和高WUE的指标。近几年一些研究也得出相同的结论，∆的研究已引起作物抗旱生理研究者和育种者的重视。2003年本课题组与国际原子能机构合作，应用该机构先进的稳定性∆鉴定技术开展“中国西北小麦农艺水分利用效率的遗传改良研究”。由于测定Δ需要精密仪器，测试费很高，对大量的杂种后代进行∆测定受到了限制。∆是由多个基因控制的数量性状，相对于由单基因控制的质量性状而言，其遗传基础更为复杂。随着分子生物学的发展，人们对数量性状的认识从“多基因”发展到了QTL分析，通过对抗旱相关性状基因的分子标记，可以把复杂的数量性状分解成简单的质量性状来研究，从而对数量性状遗传机理的认识上升到分子水平。生物中心小麦分子育种课题组在国家自然科学基金资助下，利用小麦RIL群体及多种SSR标记构建成分子遗传连锁图谱，利用该图谱对不同水分条件下小麦RIL群体的∆进行了QTL定位和相关分析。该项研究获得节水抗旱及水分利用效率重要生理性状和产量性状的遗传相关信息，定位的主效应QTL进一步加密和精细定位将成为小麦高WUE分子标记辅助选择标记。迄今，该项研究在国内尚未见报道。