小麦穗部性状的主基因+多基因混合遗传模型分析
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收稿日期：2019-06-19；接受日期：2019-08-06 基金项目：国家重点研发计划（2016YFD0102004）、农业部作物基因资源与种质创制陕西科学观测实验站项目；农业部富硒产品开发与质量控制重点
实验室（试运行)、陕西省农业科技创新转化项目（NYKJ-2015-037)、陕西省创新能力支撑计划（2018TD-021，2018PT-31）、富硒食品 开发国家地方联合工程实验室（陕西）项目 联系方式：解松峰，E-mail：xiesongfengboheng@。通信作者吉万全，E-mail：jiwanquan2003@
Center for Se-enriched Prducts, Ankang 725000, Shaanxi; 3Wheat Research Centre, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002; 4Crop Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu 610066)
关键词：小麦；穗部性状；主基因+多基因；遗传效应
Genetic Analysis of Panicle Related Traits in Wheat with Major Gene Plus Polygenes Mixed Model
XIE SongFeng1,2, JI WanQuan 1, WANG ChangYou1, HU WeiGuo 3, LI Jun 4, ZHANG YaoYuan1, SHI XiaoXi 1, ZHANG JunJie1, ZHANG Hong1, CHEN ChunHuan 1
中国农业科学 2019,52(24):4437-4452 Scientia Agricultura Sinica
doi:பைடு நூலகம்10.3864/j.issn.0578-1752.2019.24.001 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
小麦穗部性状的主基因+多基因混合遗传模型分析
解松峰 1,2，吉万全 1，王长有 1，胡卫国 3，李俊 4，张耀元 1，师晓曦 1，张俊杰 1，张宏 1，陈春环 1
（1 西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室/国家小麦改良中心杨陵分中心，陕西杨凌 712100；2 中国富硒产业研究院/ 农业部富硒产品开发与质量控制重点实验室/富硒食品开发国家地方联合工程实验室/安康市富硒产品研发中心，陕西安康 725000； 3 河南省农业科学院小麦研究中心，郑州 450002；4 四川省农业科学院作物研究所，成都 610066）
4438
中国农业科学
52 卷
(1College of Agronomy, Northwest A&F University/State Key Laboratory of Crop Stress Biology in Arid Areas/Yangling Sub-centre, National Wheat Improvement Centre, Yangling 712100, Shaanxi; 2Key Laboratory of Se-enriched Food Development, Ankang R&D
摘要：【目的】穗部性状是小麦重要的产量性状，在小麦产量构成中占据重要地位和作用。开展小麦穗部性 状遗传研究、分析其遗传机制，对制定高产育种策略、提高育种效率提供理论和实践指导。【方法】以主茎穗长、 小穗数、穗粒数、小穗粒数为指标，采用数量性状的主基因+多基因混合遗传模型方法，对不同生态环境条件下来 自母本品冬 34 与父本 BARRAN 及其衍生的 F7:8、F8:9 代重组自交系群体（RIL）进行穗部性状的遗传模型分析与遗传 参数估计，以确定控制各性状的基因数目，估计遗传效应值及遗传率。【结果】穗长和小穗数的最佳遗传模型均是 B-2-1（PG-AI），符合 2 对连锁主基因+加性-上位性多基因遗传模型。穗长的多基因遗传率是 90.64%，小穗数的 多基因遗传率是 89.52%，穗长的环境变异平均值占表型变异的比例为 9.39%，小穗数的环境变异平均值占表型变 异的比例为 10.50%；穗粒数的最佳遗传模型是 G-1（MX3-AI-A），符合 3 对加性-上位性主基因加多基因+加性混合 遗传模型，主基因遗传率是 69.39%，多基因遗传率是 29.94%，环境变异平均值占表型变异的比例为 2.18%。控制 穗粒数的第 1 对主基因的加性效应值和第 3 对主基因的加性效应值数值相等，同是 4.56，具有正向效应。第 2 对 主基因的加性效应值与加性效应和第 1 对主基因×第 2 对主基因×第 3 对主基因的加性效应值相同，均是-1.64， 且为负向效应。加性和加性×加性上位性互作效应值与加性和第 2 对主基因加性×第 3 对主基因加性上位性互作 效应值相等，均是-6.02。加性和第 1 对主基因加性×第 3 对主基因加性上位性互作效应值是 0.18，多基因的加 性效应值是 0.15，表现为较低的正向遗传效应；小穗粒数的最佳遗传模型是 H-1（4MG-AI），符合 4 个主基因+加 性-上位性遗传模型，主基因遗传率是 81.50%。第 1 至 4 对主基因加性效应值分别为 0.22、0.18、-0.20 和 0.24， 加性和第 1 对主基因×第 1 对主基因的加性上位性互作效应值是-0.170，加性和第 1 对主基因×第 3 对主基因的 加性效应值是 0.240，加性和第 1 对主基因×第 4 对主基因的加性效应值是-0.20，加性和第 2 对主基因×第 3 对 主基因的加性效应值与加性和第 2 对主基因加性×第 4 对主基因加性上位性互作效应值绝对值相同，效应相反，前 者值是 0.03，后者值是-0.03。加性和第 3 对主基因×第 4 对主基因×的加性效应值是 0.06。【结论】小麦穗部性状 以多基因遗传效应为主，符合数量遗传特征，易受环境影响。小穗粒数存在着主基因遗传特性，主基因遗传力较高， 受环境影响小，小穗粒数可作为有效改良穗部性状早期选择的直接指标，实现单株定向选择，提高育种效率。
实验室（试运行)、陕西省农业科技创新转化项目（NYKJ-2015-037)、陕西省创新能力支撑计划（2018TD-021，2018PT-31）、富硒食品 开发国家地方联合工程实验室（陕西）项目 联系方式：解松峰，E-mail：xiesongfengboheng@。通信作者吉万全，E-mail：jiwanquan2003@
Center for Se-enriched Prducts, Ankang 725000, Shaanxi; 3Wheat Research Centre, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002; 4Crop Research Institute, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu 610066)
关键词：小麦；穗部性状；主基因+多基因；遗传效应
Genetic Analysis of Panicle Related Traits in Wheat with Major Gene Plus Polygenes Mixed Model
XIE SongFeng1,2, JI WanQuan 1, WANG ChangYou1, HU WeiGuo 3, LI Jun 4, ZHANG YaoYuan1, SHI XiaoXi 1, ZHANG JunJie1, ZHANG Hong1, CHEN ChunHuan 1
中国农业科学 2019,52(24):4437-4452 Scientia Agricultura Sinica
doi:பைடு நூலகம்10.3864/j.issn.0578-1752.2019.24.001 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
小麦穗部性状的主基因+多基因混合遗传模型分析
解松峰 1,2，吉万全 1，王长有 1，胡卫国 3，李俊 4，张耀元 1，师晓曦 1，张俊杰 1，张宏 1，陈春环 1
（1 西北农林科技大学农学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室/国家小麦改良中心杨陵分中心，陕西杨凌 712100；2 中国富硒产业研究院/ 农业部富硒产品开发与质量控制重点实验室/富硒食品开发国家地方联合工程实验室/安康市富硒产品研发中心，陕西安康 725000； 3 河南省农业科学院小麦研究中心，郑州 450002；4 四川省农业科学院作物研究所，成都 610066）
4438
中国农业科学
52 卷
(1College of Agronomy, Northwest A&F University/State Key Laboratory of Crop Stress Biology in Arid Areas/Yangling Sub-centre, National Wheat Improvement Centre, Yangling 712100, Shaanxi; 2Key Laboratory of Se-enriched Food Development, Ankang R&D
摘要：【目的】穗部性状是小麦重要的产量性状，在小麦产量构成中占据重要地位和作用。开展小麦穗部性 状遗传研究、分析其遗传机制，对制定高产育种策略、提高育种效率提供理论和实践指导。【方法】以主茎穗长、 小穗数、穗粒数、小穗粒数为指标，采用数量性状的主基因+多基因混合遗传模型方法，对不同生态环境条件下来 自母本品冬 34 与父本 BARRAN 及其衍生的 F7:8、F8:9 代重组自交系群体（RIL）进行穗部性状的遗传模型分析与遗传 参数估计，以确定控制各性状的基因数目，估计遗传效应值及遗传率。【结果】穗长和小穗数的最佳遗传模型均是 B-2-1（PG-AI），符合 2 对连锁主基因+加性-上位性多基因遗传模型。穗长的多基因遗传率是 90.64%，小穗数的 多基因遗传率是 89.52%，穗长的环境变异平均值占表型变异的比例为 9.39%，小穗数的环境变异平均值占表型变 异的比例为 10.50%；穗粒数的最佳遗传模型是 G-1（MX3-AI-A），符合 3 对加性-上位性主基因加多基因+加性混合 遗传模型，主基因遗传率是 69.39%，多基因遗传率是 29.94%，环境变异平均值占表型变异的比例为 2.18%。控制 穗粒数的第 1 对主基因的加性效应值和第 3 对主基因的加性效应值数值相等，同是 4.56，具有正向效应。第 2 对 主基因的加性效应值与加性效应和第 1 对主基因×第 2 对主基因×第 3 对主基因的加性效应值相同，均是-1.64， 且为负向效应。加性和加性×加性上位性互作效应值与加性和第 2 对主基因加性×第 3 对主基因加性上位性互作 效应值相等，均是-6.02。加性和第 1 对主基因加性×第 3 对主基因加性上位性互作效应值是 0.18，多基因的加 性效应值是 0.15，表现为较低的正向遗传效应；小穗粒数的最佳遗传模型是 H-1（4MG-AI），符合 4 个主基因+加 性-上位性遗传模型，主基因遗传率是 81.50%。第 1 至 4 对主基因加性效应值分别为 0.22、0.18、-0.20 和 0.24， 加性和第 1 对主基因×第 1 对主基因的加性上位性互作效应值是-0.170，加性和第 1 对主基因×第 3 对主基因的 加性效应值是 0.240，加性和第 1 对主基因×第 4 对主基因的加性效应值是-0.20，加性和第 2 对主基因×第 3 对 主基因的加性效应值与加性和第 2 对主基因加性×第 4 对主基因加性上位性互作效应值绝对值相同，效应相反，前 者值是 0.03，后者值是-0.03。加性和第 3 对主基因×第 4 对主基因×的加性效应值是 0.06。【结论】小麦穗部性状 以多基因遗传效应为主，符合数量遗传特征，易受环境影响。小穗粒数存在着主基因遗传特性，主基因遗传力较高， 受环境影响小，小穗粒数可作为有效改良穗部性状早期选择的直接指标，实现单株定向选择，提高育种效率。