国审小麦品种漯麦18重要功能基因的KASP标记检测

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摘要：摘要：为了深入了解漯麦18重要性状的分子机制，采用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)标记检测的方法对其重要功能基因进行检测，并分析了漯麦18含有的重要功能基因。结果表明，漯麦18含有1个矮秆基因型Rht-D1b、2个光周期不敏感早开花等位基因型Ppd-A1a和Ppd-B1a，具有较

　　摘要：为了深入了解漯麦18重要性状的分子机制，采用竞争性等位基因特异性PCR(KASP)标记检测的方法对其重要功能基因进行检测，并分析了漯麦18含有的重要功能基因。结果表明，漯麦18含有1个矮秆基因型Rht-D1b、2个光周期不敏感早开花等位基因型Ppd-A1a和Ppd-B1a，具有较广的适应性;漯麦18籽粒較大，商品性好，品质优良，聚合了10个高粒质量微效基因，同时高分子量麦谷蛋白亚基基因Glu-A1和Glu-D1等位基因型为1和5+10，含有1个籽粒硬度基因Pinb-D1b;漯麦18抗逆性强，聚合了抗穗发芽主效基因Vp-B1、PHS_646和微效基因 TaSdr-B1，同时抗旱能力突出，具有1-feh-w3、CWI-4A和CWI-5D等3个微效基因。以上信息为深入认识漯麦18的特征性状的分子机制提供了理论支持，对品种的进一步应用和未来小麦遗传改良具有较强的实用价值。

　　关键词：漯麦18;适应性;粒质量;抗逆性;品质;KASP标记检测

　　漯麦18是漯河市农业科学院为了拓宽小麦遗传基础，聚合多生态区小麦优良性状选育而成的小麦新品种[1]。采用阶梯杂交的方法聚合法国抗源材料Fr81-3的抗性，绵阳84-27的早熟性、大穗大粒等特点和宝丰7228的冠层结构优良、灌浆速度快等特点创制了小麦新种质4336[2-3]。漯麦18以4336为母本、周麦16为父本进一步拓宽广适性遗传基础，将共同优点进一步巩固和提高，具有根系活力强、冬季抗寒性好、耐后期高温干旱、灌浆速度快、高产稳产等特点[4]。

　　竞争性等位基因特异性PCR(kompetitive allele specific PCR，简称KASP)标记检测，即竞争性等位基因特异性PCR技术，是一种单核苷酸多态性(SNP)检测方法，具有高通量、低成本、准确性高等优点[5]，目前已经逐渐被应用于小麦功能基因检测、解析品种特性以及分子标记辅助育种工作。杨子博等采用KASP标记检测技术对江苏淮北地区近年来育成品种的硬度基因型进行了检测分析，明确了该地区小麦品种籽粒性状的基因型，为品种的品质改良提供了参考[6];权有娟等采用KASP标记检测技术明确了青海和西藏小麦品种的光周期基因分布[7];伍玲等采用KASP标记检测技术明确了长江上游麦区品种的品质现状，指导了下一步的品质育种工作[8];王君婵等采用KASP标记检测技术解析了扬麦系列品种的适应性、综合抗性和品质等重要性状的基因组成[9];王志伟等采用KASP标记检测技术对云南小麦品种的抗病性、抗逆性、产量等相关目标基因进行了筛选，为云南小麦遗传育种提供了种质和检测方法[10-12]。前人的研究都是对目标基因型在多个品种间的分布进行研究，但是对单个品种的多个目标基因型检测分析研究还比较少。本研究通过对小麦新品种漯麦18的适应性、籽粒性状、抗逆性和品质多个重要性状的基因进行KASP标记检测，明确其含有的优良基因，以期为进一步应用和改良提供参考。

　　1 材料与方法

　　1.1 供试材料

　　漯麦18是漯河市农业科学院选育的弱春性中大穗型中晚熟小麦品种，以创新种质4336为母本、广适丰产品种周麦16为父本组配，用系谱法选育而成，具有高产、稳产、落黄好、根系发达、抗旱、抗倒性好等优点，2012年通过国家农作物品种审定委员会审定。

　　1.2 试验方法

　　1.2.1 试验种子制备 漯麦18于2017年10月在漯河市农业科学院试验基地种植3行区，行长2 m，行距0.25 m，每行播种20粒种子，2018年6月初收获种子备用。

　　1.2.2 基因组DNA提取 挑选饱满度好、无破损的当季收获的小麦种子30粒，在铺有吸水滤纸的培养皿中保湿培养、催芽，取萌芽7 d后的幼苗叶片，采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)法提取总DNA备用。

　　1.2.3 KASP标记检测 KASP标记检测工作于2018年12月委托中国农业科学院作物科学研究所何中虎老师课题组进行。试验对11个适应性相关基因(表1)、16个籽粒性状相关基因(表2)、10个抗逆性相关基因(表3)和5个品质相关基因(表4)进行检测。KASP标记检测参考Rasheed等所用的方法[13-14]。

　　2 结果与分析

　　2.1 适应性相关基因的KASP标记检测

　　适应性相关基因检测结果(表1)表明，漯麦18的株高基因型为Rht-B1a、Rht-D1b，含有1个矮秆基因型Rht-D1b;具有2个光周期不敏感早开花等位基因型为Ppd-A1a、Ppd-B1a，增强了其适应性;2个冬性等位基因型vrn-A1、vrn-B3(CS)，2个春性等位基因型Vrn-D1、Vrn-B1a，2个长春化等位基因2147-type、Jagger。

　　2.2 籽粒性状相关基因的KASP标记检测

　　籽粒性状相关基因检测结果(表2)表明，漯麦18聚合了10个高粒质量微效基因，等位基因型分别为TaGS2-A1b、TaGS-D1a、TaCKX-D1a、TaTGW6-A1a、Hap-6A-A、TaTGW-7Aa、Hap-T、Hap-2、TaGS5-A1b、Hap-6B-1。

　　2.3 抗逆性相关基因的KASP标记检测

　　抗逆性相关基因检测结果(表3)表明，漯麦18具有一定的抗穗发芽能力，聚合了主效基因Vp-B1、PHS_646和微效基因TaSdr-B1，等位基因型分别为Vp-B1c、RioBlanceo type和TaSdr-B1b。漯麦18抗旱能力突出，聚合了1-feh-w3、CWI-4A和CWI-5D等3个微效基因，等位基因型分别为Westonia type、 Hap-4A-C、Hap-5D-C。

　　2.4 品质相关基因的KASP标记检测

　　品质相关基因检测结果(表4)表明，漯麦18聚合2个高分子量麦谷蛋白亚基基因Glu-A1和 Glu-D1，等位基因型为1和5+10。漯麦18籽粒商品性好，白粒、半角质，含有一个硬质等位基因型Pinb-D1b和软质等位基因型Pina-D1a和Pinb-B2a。

　　3 结论与讨论

　　漯麦18株高适中，抗倒性好[2]，具有矮秆基因Rht-D1b，是黄淮麦区小麦品种的主要矮秆基因型[15]。光周期基因Ppd-A1、Ppd-B1和Ppd-D1所有a等位基因型均为不敏感型，抽穗开花较早，具有更广的适应性[9]，漯麦18具有Ppd-A1a和 Ppd-B1a 基因型，适应性较广。春化作用相关基因Vrn-A1、Vrn-B1 和Vrn-D1为3个等位基因，任何一个为显性时即表现为春性，只有3个基因全为隐性时表现冬性[16]，漯麦18只有Vrn-D1表现为显性，属于长春化弱春性品种，这在今后的品种改良中具有较强的可塑性。小麦粒质量是受多基因控制的数量性状[17]，聚合多个有利基因能增加粒质量和籽粒大小[9]，漯麦18聚合了10个高粒质量或大籽粒微效基因，对产量三要素之一的千粒质量提高作用显著。小麦穗发芽抗性是多个主效基因和微效基因控制的复杂数量性状[18]，漯麦18聚合了主效基因Vp-B1、PHS_646和微效基因TaSdr-B1，漯麦18是在黄淮麦区南部的漯河市选育，对于部分年份小麦成熟期遇雨能够很好地抵抗小麦穗发芽。同时漯麦18聚合了1-feh-w3、CWI-4A和CWI-5D等3个抗旱微效基因，这可能遗传自多生态遗传背景创新种质4336，有待进一步研究。漯麦18是品质优良，属于中强筋小麦品种，携带优质高分子量麦谷蛋白亚基1、2*和5+10，同时携带籽粒硬度基因型Pinb-D1b，具有较好的商品性。漯麦18聚合多个小麦重要性状的优良基因，可作为丰富黄淮麦区遗传基础优异的亲本种质资源。

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