小麦穗长基因HL3的初步定位开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

小麦是世界年总产量第二的第二大禾谷类作物，其经济产量对维持民生有重要作用。穗部性状是决定小麦产量的重要指标。其中小麦穗长是数量性状，受多基因控制，易受环境影响，遗传力高，通过影响穗粒数从而间接影响产量，与穗粒数和粒重这两个产量性状密切相关。且其与环境共同作用使性状遗传表现为连续变异，导致难以确定基因型和表现型之间的关系。研究小麦穗长基因的qtl定位，对于提高小麦单产和分析数量性状的遗传规律及其与环境互作的效应等研究有着非比寻常的意义。

目前对小麦穗部性状的研究大都集中于穗粒数和小穗数，侧重于穗长的研究较为少见，根据已有文献目前定位了超过150个穗长有关的qtl。余马^[1]等用itmi群体为对象，分别在1a、1b、3d、4a、5a、6a、7a和7b上检测到12个控制穗长的qtl其中位于染色体3d、4a（xgwm4-xgwm192区段）、5a、7a和7b上位点在两个调查环境中都有表达，ma et al.^[2]利用不同的ril定位群体，同时在5a染色体的xwmc96处检测到一个穗长qtl，该qtl对粒重的贡献率超过10%，cui等^[3]利用潍麦8号x济麦20以及潍麦8号x烟农19构建的ril群体f_8-9进行穗部基因的定位，于潍济ril群体的2b、3b、4a、4b、4d、5a、5b和潍烟ril群体的2b、5a、6b、6d发现24个与穗长有关的qtl，其中4个主效qtl，解释率最高达26.82%。gao et al.^[4]在4al kukri_c17417_571- tplb0033c09_1345区间也发现了控制穗长的qtl，且其可能与liu et al.^[5]在4al上检测到的qtl是同一个或相近的位点。

另外，sun et al.^[6]通过关联分析用90k snp芯片对163份具有代表性的小麦品种进行筛选，在1bl、2bs、2bl、3b、6bl和6dl上发现和穗长显著相关的位点，能分别解释4.4%-21.0%的表型变异，可在多个环境中被检测到。guo et al.^[7]利用9k snp芯片对215份品种进行关联分析，在3b、4a、5a、5b、6a和7b上检测到控制穗长的位点，可以分别解释4.4%-21.0%的表型变异, 3b上位点同时控制穗粒数和株高，4a上位点与gao et al.（2015）定位到的qtl位点一致。ma et al.（2018）对小偃6号衍生的品种进行全基因组关联分析，在2a、2b、2d、4a、5b和6b共检测到10个位点与穗长显著相关，其中位于2d上的4个位点定位于11.95-12.58cm区间，可以解释29.2-30.1%表型变异，他们在该区间开发了5个标记，发现这些标记与穗长显著相关，并在三个ril群体中证明了该区间存在控制穗长的qtl，该qtl与ma et al.（2007）定位的穗长qtl在同一个区间。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

定位小麦穗长基因hl3。

3. 研究的方法与方案

1、研究方法：集群分离分析法（bulk segragant analysis，bsa）的qtl-seq法

（1）种植材料及表型鉴定

2017年种植长穗近等基因系×短穗繁6，每个小区采用随机区组的方法种植材料，两个实验均种植两个重复。行长1m，行距20cm, 每行播种40粒。f₁自交，收获f₂种子，选部分f₂种子种植进行表型鉴定，记录f₂群体穗长性状的数据。

4. 研究创新点

本实验采用BSA的QTL-seq法进行穗长相关基因HL3的QTL定位，因为所用材料已经是高代植株，主效基因效应明显，选用F₂群体可节省大量时间，缩短试验周期，而且成本低廉，实验操作较为简便，定位准确，能较为迅速地找到候选基因所在范围。

5. 研究计划与进展

2018.07-2018.09利用长穗近等基因系和短穗繁6构建f₂群体。

2018.10-2018.11构建亲本混池，根据表型选株构建f₂长穗/短穗池。

2018.12-2019.02ssr分子标记分析，snp检测，遗传图谱构建。