《小麥產量三因素形成和互作的遺傳控制機制研究》是馬正強為項目負責人，南京農業大學為依託單位的重點項目。
基本介紹
- 中文名：小麥產量三因素形成和互作的遺傳控制機制研究
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：馬正強
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
小麥單位面積產量取決於產量三因素：單位面積有效穗數、每穗粒數和粒重；實現對它們的最佳化調控對高產育種至關重要。小麥和水稻同屬禾本科植物。雖然已有多個水稻產量因素 QTL被克隆，但是產量三因素形成和互作的遺傳控制機制仍然不清楚。我們通過QTL和關聯分析在小麥中確定了14個對產量三因素有顯著影響的染色體區段。其中多個區段，如位於4BL和5AS上的QTL區段，影響多個性狀。本項目擬在此基礎上，進行小麥產量三因素QTL的精確定位和它們的等位變異及其遺傳效應與互作關係的解析；確定這些QTL與水稻等物種中已知產量相關基因的同源關係並分析小麥同源基因的功能。有證據表明4BL和5AS上的QTL區段與已知產量相關基因不存在共線性關係。為此，本項目擬克隆這兩個QTL並闡明其功能。上述研究將有助於解析小麥產量三因素形成的遺傳控制機制，發掘優異的高產基因或等位變異，為小麥高產育種提供基因資源和理論基礎。
結題摘要
小麥單位面積產量取決於產量三因素：單位面積有效穗數、每穗粒數和粒重;實現對它們的最佳化調控對高產育種至關重要。旨在了解小麥產量三因素形成和互作的遺傳控制機制，本項目開展了產量因素相關QTL的精確定位、QTL等位變異及其遺傳效應與互作關係的解析、以及兩個主要QTL的克隆及功能分析等方面的研究。圖位克隆了穗長主效QTL HL1，精細定位了旗葉寬基因TaFLW1和粒重主效QTL QGw.nau-5A並獲得了候選基因。HL1編碼一個未知核蛋白，正調控穗長。克隆了小麥株型相關基因TmBr1和TmITR，並建立了小麥重組冷點區基因克隆的MapRseq方法。完成了一個粒重主效QTL、一個籽粒發育QTL和一個穗長主效QTL（HL2）的精細定位；通過反向遺傳分析，獲得了一個重要籽粒發育相關基因；明確了籽粒形態特徵與粒重的關係以及小麥馴化基因Q與產量形成的相關性；獲得了16個基因組區段在不同遺傳背景中的近等基因系，評價了其中8個的效應。研究中獲得的與QTL緊密連鎖的標記已被成功用於QTL的分子標記輔助選擇中。對利用克隆基因獲得的轉基因植株，正在做相關性狀的進一步評價。研究創造的新種質包括近等基因系，不僅可用於QTL的深入研究，還可作為育種的中間材料，部分材料具有直接利用的潛力。
