小麦品种周麦16的遗传构成分析

孔子明，宋晓朋

(1.驻马店市遂平县农业农村局，河南 遂平 463100； 2.驻马店市农业科学院，河南 驻马店 463000)

小麦是我国最重要的粮食作物之一，其稳定发展离不开优良品种的选育。从20世纪50年代开始，我国小麦主产区经历了多次品种更新换代，不同时期代表性小麦种质材料的利用对小麦单产及总产的提高和品种的更新换代发挥着重要作用[1]。因此，解析这些代表性小麦种质的遗传构成，探究其内在的遗传规律，对小麦遗传改良具有重要的指导意义。

近年来，许多学者对小麦主推品种的遗传构成进行了研究。李小军等[2]通过SSR分子标记对小麦品种百农AK 58的遗传构成进行了分析，发现周麦11对百农AK 58的遗传贡献更大，且多数特异位点与许多控制重要农艺性状基因相关；李俊等[3]用SSR标记和DArT标记解析了小麦品种川麦104，认为川麦104继承了川麦42更多的遗传物质，且发现川麦104来源于双亲的遗传物质在不同染色体上分布不同；邹少奎等[4]通过SSR标记分析了大面积推广品种周麦22的分子遗传基础，发现亲本对周麦22的遗传贡献率在不同染色体上差异较大，认为亲本温麦6号对周麦22的遗传贡献较大。

SNP标记在小麦基因组中具有数量多、分布广，易于检测等特点，在小麦基因型鉴定和重要QTL发掘中发挥着重要作用[5]。前人的研究大多用低密度的SSR标记对小麦品种的遗传构成进行分析，而较少利用高通量的SNP标记对小麦品种的分子遗传基础进行解析。周麦16是周口市农业科学院选育的超高产、多抗、广适小麦品种，由于其具有矮杆抗倒、综合抗性和一般配合力好等优点[6]，已经成为黄淮麦区的骨干亲本，而对周麦16的遗传构成研究较少，本研究以周麦16及其双亲材料，利用小麦90 KSNP标记对周麦16的遗传构成进行分析，以期为小麦品种的遗传改良提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料周麦16、周麦9号和周8425 B，均由周口市农业科学院提供。种植于驻马店市遂平县农业农村局原种场。

1.2 基因组DNA提取

每个品种选取幼嫩的叶片，用CTAB法提取叶片基因组DNA[7]，每个样品DNA的质量用0.8%的琼脂糖凝胶电泳检测。用Illumina 90 K iSlect SNP 芯片对每个品种的DNA进行全基因组扫描，通过Genome Studio软件对品种的SNP标记进行分型，获得分型结果。

1.3 亲本对后代遗传位点的统计

根据亲本与子代SNP标记的碱基是否相同，计算双亲对后代的遗传贡献率，即在某一SNP位点上，子代品种与一个亲本的SNP标记的碱基相同，同时与另一个亲本的SNP标记的碱基不同，就可以认为后代品种在该SNP位点上继承了亲本的遗传位点。双亲对后代的遗传贡献率为子代继承亲本的遗传位点数目与所有亲本位点总数的百分比。

1.4 基因型图谱的构建

根据Wang SW等[8]提供的SNP标记染色体位置信息，按照SNP标记在染色体位置和顺序从小到大进行排列，采用GGT 2.0软件[9]绘制亲本和周麦16的基因型图谱，在绘制图谱过程中，根据亲本中SNP标记的差异赋予不同的颜色，后代周麦16根据与亲本标记的异同赋予相应的颜色。

2 结果与分析

2.1 周麦16的遗传构成分析

通过Genome Studio软件对90 K SNP iSlect 芯片81 587个SNP位点进行分析，检测失败的位点，同时参考90 K SNP标记的染色体位置信息，共有20 813个SNP标记用于后续试验分析，不均匀分布于小麦的21条染色体上。7 780个标记在周麦16及其双亲周麦9号和周8425 B上有差异，差异性标记出现的频率为37.38%。在亲本传递给子代的遗传位点中，3 002个SNP标记来源于母本周麦9号，4 778个SNP标记来源于周8425 B，周麦9号和周8425 B对周麦16的遗传贡献率分别为35.68%和64.32%；在小麦各染色体上，多态性SNP标记分布不均匀，差异较大，5 B染色体上最多，有1 119个多态性遗传位点，而4 D染色体多态性SNP位点最少(图1)。

图1 多态性SNP标记在染色体上分布的数量

通过分析双亲对周麦16在全基因组水平上的遗传贡献率可知，在A基因组上，周麦9号的遗传贡献率为39.89%，周8425 B的遗传贡献率为60.11%；在B基因组上，周麦9号和周8425 B对周麦16的遗传贡献率与A基因组相近；在D基因组上，周8425 B对周麦16的遗传贡献率更大(72.17%)，而周麦9号的遗传贡献率仅为27.83%(表1)。

表1 亲本对周麦16在全基因组水平上的遗传贡献率

图2 亲本对周麦16在不同染色体上的遗传贡献率

2.2 周麦16来源于周麦9号和周8425 B的遗传区段

通过GGT 2.0软件绘制了亲本和周麦16的基因型图谱(图3)。D组染色体由于标记数量较少，周麦16继承双亲周麦9号和周8425 B的区段较为集中，但是周8425 B遗传给周麦16的区段较多；在1 A、2 A、2 B、5 B、6 B染色体上周麦16继承亲本的遗传区段较为接近，6 A染色体有较多的周麦9号遗传区段传递给了周麦16，从整个染色体上看，与周麦9号相比，周8425 B有更多的遗传片段贡献给了周麦16。

注：1为周麦9号；2为周8425 B；3为周麦16；红色表示周麦9号区段；深蓝色表示周8425 B；浅蓝色表示周麦9号与周8425 B相同区段；黄色表示周麦16特有区段。

3 讨 论

周麦16在黄淮麦区小麦杂交育种中起着重要作用，由于其在生产过程中表现出良好的丰产性、广适性和综合抗性，作为交杂亲本具有优良性状遗传能力强、配合力高等优点，不断地被许多育种家作为小麦亲本材料利用，以其为亲本衍生出许多品种正在黄淮麦区大面积推广。周麦16的组合为周麦9号/周8425 B，周8425 B是周口市农科院选育的矮杆、抗病、大穗的优异种质材料，以其为亲本衍生出的小麦品种达100余个，是黄淮麦区重要的骨干亲本[10]。本研究利用高密度SNP标记对周麦16的遗传构成分析，发现周8425 B的遗传贡献率较高，在不同基因组和多条染色体上周麦16继承了更多的遗传区段，这是周麦16成为新的骨干亲本的重要遗传学基础。周麦16的双亲周麦9号和周8425 B都是具有较多优良农艺性状的亲本，亲本优点多，在本研究中周麦16继承了双亲共有的SNP标记占总标记的59.19%，因此，周麦16具有亲本品种较多的优良特性。