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作物学报 ›› 2018, Vol. 44 ›› Issue (05): 657-671.doi: 10.3724/SP.J.1006.2018.00657

• 作物遗传育种·种质资源·分子遗传学 • 上一篇    下一篇

利用功能标记揭示新疆小麦改良品种与地方品种的遗传变异

简大为1,2, 周阳2, 刘宏伟2, 杨丽2, 买春艳3, 于立强4, 韩新年5, 张宏军2,*(), 李洪杰2,*()   

  1. 1新疆生产建设兵团第四师农业科学研究所, 新疆伊宁835000
    2中国农业科学院作物科学研究所 / 农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程, 北京100081
    3新乡矮败小麦育种技术创新中心, 河南新乡453731
    4石家庄市农林科学研究院赵县试验基地, 河北赵县051530
    5谷物品质与遗传改良兵团重点实验室, 新疆石河子832000
  • 收稿日期:2017-08-03 接受日期:2018-01-08 出版日期:2018-05-20 网络出版日期:2018-01-26
  • 通讯作者: 张宏军,李洪杰
  • 作者简介:

    第一作者联系方式: E-mail: 81809902@qq.com

  • 基金资助:
    本研究由国家自然科学基金项目(31771881, 31401468)和国家重点研发计划项目(2017YFD0101000, 2016YFD0101600, 2016YFD0101004, 2016YFD0100102)资助

Functional Markers Reveal Genetic Variations in Wheat Improved Cultivars and Landraces from Xinjiang

Da-Wei JIAN1,2, Yang ZHOU2, Hong-Wei LIU2, Li YANG2, Chun-Yan MAI3, Li-Qiang YU4, Xin-Nian HAN5, Hong-Jun ZHANG2,*(), Hong-Jie LI2,*()   

  1. 1Institute of Agricultural Science, the Fourth Division of Xinjiang Production and Construction Corps, Yining 835000, Xinjiang, China
    2 Institute of Crop Sciences / National Key Facility for Crop Gene Resources and Genetic Improvement, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
    3 Xinxiang Innovation Center for Breeding Technology of Dwarf-male-sterile Wheat, Xinxiang 453731, Henan, China
    4 Zhaoxian Experiment Station, Shijiazhuang Academy of Agriculture and Forestry Sciences, Zhaoxian 515300, Hebei, China
    5 Key Laboratory of Xinjiang Production and Construction Corps for Cereal Quality Research and Genetic Improvement, Shihezi 832000, Xinjiang, China
  • Received:2017-08-03 Accepted:2018-01-08 Published:2018-05-20 Published online:2018-01-26
  • Contact: Hong-Jun ZHANG,Hong-Jie LI
  • Supported by:
    This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31771881, 31401468) and the National Key Research and Development Program of China (2017YFD0101000, 2016YFD0101600, 2016YFD0101004, 2016YFD0100102).

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21

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826

摘要：

揭示新疆小麦改良品种与地方品种在主要农艺性状相关基因上的遗传变异对进一步改良和利用新疆育成品种具有重要意义。本研究利用52个功能标记对136份新疆小麦改良品种和地方品种分析发现, 与适应性相关的矮秆等位变异Rht-B1b和Rht-D1b、半冬性生长习性相关等位变异Vrn-D1b、T1BL·1RS易位系, 与品质相关的高脂肪氧化酶活性等位变异TaLox-B1a、低多酚氧化酶活性等位变异Ppo-D1a、低黄色素含量等位变异Psy-A1b以及与高粒重等位变异Hap-H (TaSus-2B)仅分布在改良品种中, 而且光周期不敏感等位变异Ppd-D1a (77.6%)、优质麦谷蛋白亚基Dx5+Dy10 (35.4%)和硬质等位变异Pin-D1b (25.0%), 以及高千粒重等位变异TaCwi-A1a (63.3%)、Hap-4A-T (Tacwi-4A) (33.8%)、Hap-5D-C (TaCWI-5D) (93.7%)、Hap-2 (TaGS1a) (77.9%)、TaGS-D1a (78.5%)、TaGS5-A1b (50.0%)和TaTGW6-A1a (92.1%)在改良品种中分布频率明显高于地方品种。大部分优异等位变异分布频率随着育种时期的推进呈现不连续性上升趋势。在适应性与品质相关基因方面, 春性改良品种的优异等位变异频率高于冬性改良品种。功能标记分析显示改良品种的遗传多样性高于地方品种。136份新疆小麦资源被聚为改良品种和地方品种两类, 改良品种被进一步聚为冬性和春性两类, 说明新疆改良品种与地方品种间存在明显的遗传差异。本研究鉴定的优异等位基因和等位基因组合为进一步改良新疆小麦品种提供了重要信息。

关键词: 小麦, 新疆, 功能标记, 农艺性状, 遗传变异

Abstract:

Illuminating genetic variations in the improved cultivars and landraces of wheat from Xinjiang is important for further improvement of wheat in this region. In this study, 52 functional markers were used to examine 136 Xinjiang wheat accessions. Compared with the improved cultivars, the semi-dwarfing alleles Rht-B1b and Rht-D1b, facultative allele Vrn-D1b, T1BL·1RS translocation, TaLox-B1a allele for high lipoxynase activity, Ppo-D1a allele for lower polyphenol oxidase activity, Psy-A1b allele for low yellow pigment content and Hap-H (TaSus-2B) allele for high kernel weight were absent in the landraces. Furthermore, the frequencies of photoperiod insensitivity allele Ppd-D1a (77.6%), strong gluten subunits Dx5+Dy10 (35.4%), Pin-D1ballele (25.0%) for hard grain texture, and TaCwi-A1a (63.3%), Hap-4A-T (Tacwi-4A) (33.8%), Hap-5D-C (TaCWI-5D) (93.7%), Hap-2 (TaGS1a) (77.9%), TaGS-D1a (78.5%), TaGS5-A1b (50.0%), and TaTGW6-A1a (92.1%) alleles associated with high kernel weight were higher in the improved cultivars than in the landraces. The frequencies of most favorable alleles displayed a discontinuously increasing trend over breeding periods. As for the favorable alleles associated with adaptation and quality, the spring cultivars had higher frequencies than the winter cultivars. Analysis of the functional markers showed that the improved cultivars had higher genetic diversity than the landraces. Based on the principle component analysis, the wheat accessions were clustered into two groups: improved cultivars and landraces, and the improved cultivars were further divided into two groups of winter and spring cultivars. There were significant genetic differences between the improved cultivars and the landraces. The favorable alleles and allele combinations identified in this study provide important information for further improvement of wheat cultivars in Xinjiang.

Key words: Triticum aestivum, Xinjiang Uygur Autonomous Region, functional marker, agronomic traits, genetic variation

附表1

79份新疆小麦育成品种基本信息"

编号
Code		 名称
Name		 系谱
Pedigree		 冬/春性
Winter/
spring		 来源
Origin		 审定或
育成年份
Released/
bred year
1 新冬2号 热依木夏/亥恩·亥德 冬 新疆农业科学院粮食作物研究所 1966
2 新冬5号 巴克甫克/北京7号 冬 新疆农业科学院粮食作物研究所 1969
3 新冬7号 新冬2号/敖萨德3号 冬 新疆农业科学院粮食作物研究所 1969
4 新冬14 热衣木夏/乌克兰83 冬 新疆农垦科学院作物研究所 1984
5 新冬15 新冬2号/中引5号 冬 新疆农业科学院粮食作物研究所 1989
6 新冬16 (巴克甫克/亥恩·亥德)/70-4 冬 新疆生产建设兵团农七师农业科学研究所 1988
7 新冬17 新冬14/安选5号 冬 新疆农垦科学院作物研究所 1994
8 新冬18 N.S11-33/新冬3号 冬 新疆农业科学院粮食作物研究所 1994
9 新冬19 (170/阿夫乐尔)/H-矮82-6 F0种子辐照 冬 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 1995
10 新冬20 冀875018 冬 新疆农业科学院粮食作物研究所 1995
11 新冬21 318/88122 冬 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 1997
12 新冬22 (诺斯塔/花春84-1)/(76-4/洛夫林13) 冬 新疆生产建设兵团农七师农业科学研究所 1996
13 新冬23 美国引进F1分离群体/花培品系88-136 冬 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 2000
14 新冬24 9245/冀6159 冬 新疆农业科学院粮食作物研究所 2003
15 新冬27 从中国农业大学引进高代品系系谱选择 冬 新疆农垦科学院作物研究所 2005
16 新冬28 92-45/新冬20 冬 新疆农业科学院粮食作物研究所 2005
17 新冬29 PH82-2-2/鲁植79-1 冬 新疆生产建设兵团农四师农业科学研究所 2005
18 新冬30 不详 冬 新疆农垦科学院作物研究所 2007
19 新冬31 (4114/新冬14/丰收)/(新冬18/中引85) 冬 新疆农业科学院粮食作物研究所 2007
20 新冬33 73-13-36/82-4009 冬 石河子农业科技开发研究中心粮食油料作物研究所 2009
21 新冬36 (89(813)/新冬18)/晋农207 冬 新疆农垦科学院作物研究所 2011
22 新冬37 京411/贵农15 冬 中国农业科学院作物科学研究所 2012
23 新冬38 (矮秆916/9133)/伊农16 冬 新疆生产建设兵团农四师农业科学研究所 2011
24 新冬41 石冬8号/新冬22 冬 石河子农业科学研究院 2013
25 新冬48 (新冬22/M844)/石冬8号 冬 石河子农业科学研究院 2015
26 新冬51 (藁城8901优/新冬18)/冀5473 冬 新疆农垦科学院作物研究所 2015
27 新冬52 新冬17/95-7-13-2 冬 石河子农业科学研究院粮油作物研究所 2015
28 伊农16 (白壳欧柔/72-829/K2-13)/ (72-629-7141-64/K2-13) 冬 新疆生产建设兵团农四师农业科学研究所 1994
29 伊农18 [(77224/R2-13)/(7113-9/76-629)]/[(运动1号/00089)/(工农10-3/72-原78)] 冬 新疆生产建设兵团农四师农业科学研究所 1999
30 奎花1号 京花1号/奎冬3号 冬 新疆生产建设兵团农七师农业科学研究所 1991
31 石冬7号 87-5048/昌冬5号(76-165) 冬 石河子农业科技开发研究中心 1999
32 石冬8号 昌冬5号(76-165)/82-4009 冬 石河子农业科技开发研究中心 2003
33 石冬9号 轮回选择 冬 新疆农垦科学院作物研究所 2003
34 喀冬1号 巴克甫克/亥恩·亥德 冬 喀什地区农业科学研究所 1972
35 喀冬4号 华北187系选 冬 喀什农业学校 1973
36 新春3号 西特·赛洛斯/奇春4号 F0种子辐照 春 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 1985
37 新春4号 151/74-6//74-16/沃尔森 春 新疆农业科学院粮食作物研究所/昌吉农业科学研究所 1990
38 新春5号 繁6/6038 春 新疆农垦科学院作物研究所 1990
39 新春6号 中7906/新春2号 春 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 1993
编号
Code		 名称
Name		 系谱
Pedigree		 冬/春性
Winter/
spring		 来源
Origin		 审定或
育成年份
Released/
bred year
40 新春7号 中7906/新春2号 春 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 1995
41 新春8号 CO7/21-23 春 石河子大学农学院 1997
42 新春9号 引进春麦品系NS-65 春 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 1999
43 新春10号 9-3-3/新春4号 春 新疆农业科学院粮食作物研究所 2002
44 新春11 新春2号/86-7 春 石河子大学农学院 2002
45 新春12 8021/77-13 春 新疆农业科学院粮食作物研究所 2003
46 新春13 不详 春 不详 2003
47 新春14 不详 春 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 2004
48 新春15 F5繁24/85307 春 新疆农业科学院粮食作物研究所 2004
49 新春16 86-6B/93鉴9 春 新疆农垦科学院作物研究所 2004
50 新春17 新春6号/NS64 春 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 2005
51 新春18 不详 春 不详 2005
52 新春19 不详 春 石河子大学农学院 2005
53 新春20 昌春6号/墨西哥M85-30 春 新疆农业科学院粮食作物研究所 2006
54 新春21 NS-23-3/青海946 春 新疆生产建设兵团农五师农业科学研究所 2006
55 新春22 Tal/永1265 春 新疆农垦科学院作物研究所; 宁夏永宁县小麦育繁所 2006
56 新春23 CIMMYT引进F2/88-136 春 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 2006
57 新春24 不详 春 不详 2006
58 新春25 不详 春 新疆农业科学院奇台春小麦试验场 2006
59 新春26 新春9号/新春6号 春 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 2007
60 新春27 91I82299/21-4 春 新疆农业科学院粮食作物研究所 2007
61 新春28 CIMMYT引进, 原代号为01-25 春 新疆农垦科学院作物研究所 2007
62 新春29 85-56/25-3 春 新疆农业科学院粮食作物研究所 2008
63 新春30 新春9号/新春6号 春 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 2009
64 新春31 12-25/96-5 春 石河子大学农学院 2009
65 新春32 97-18/永良11 春 新疆生产建设兵团农五师农业科学研究所 2009
66 新春33 新春9号/新春6号 春 新疆农业科学院核技术生物技术研究所 2010
67 新春34 88(13)/5×44 春 新疆农业科学院粮食作物研究所 2011
68 新春35 巴96-4870/93鉴29 春 新疆农垦科学院作物研究所 2011
69 新春36 21-6/黑小麦 春 新疆生产建设兵团农十三师农业科学研究所 2011
70 新春38 原212/97-46-3 春 新疆农垦科学院作物研究所与新疆九禾种业有限责任公司 2012
71 宁春23 (宁春4号/中7906)/陕农7855 春 宁夏农林科学院作物科学研究所 1995
72 宁春32 建三江- 6918/高代品系1658 春 宁夏农林科学院作物科学研究所 2002
73 宁春35 宁春16/永A71 春 宁夏农林科学院作物科学研究所 2003
74 宁春37 从南非引进 春 宁夏农林科学院作物科学研究所 2005
75 昌春6号 (82A3/021)/(78A131/03312) 春 新疆农业科学院奇台春小麦试验场 1994
76 抗旱1号 H101/C8501 春 新疆生产建设兵团农四师农业科学研究所 2013
77 青春5号 阿勃/欧柔 春 青海省农业科学研究院 1969
78 新曙光1号 阿勃/欧柔 春 黑龙江省农业科学研究院 1971
79 吐春9号 (80B63/02126)/(77A7/834) 春 新疆农业科学院奇台春小麦试验场 1998

附表2

57份新疆小麦地方品种基本信息"

编号
Code		 名称
Name		 冬/春性
Winter/spring		 来源
Origin		 编号
Code		 名称
Name		 冬/春性
Winter/spring		 来源
Origin
80 库车白冬麦 冬 新疆库车 109 直芒 春 新疆焉耆
81 白冬麦 冬 新疆呼图壁 110 佛手麦 春 新疆库车
82 小白冬麦 冬 新疆呼图壁 111 稻麦子 春 新疆乌什
83 阿克库孜盖 冬 新疆库尔勒 112 高拉山春麦 春 新疆疏附
84 热衣木夏 冬 新疆新和 113 白芒红麦 春 新疆叶城
85 长巴什曼 冬 新疆叶城 114 古玛尔汗 春 新疆墨玉
86 纳瓦提然 冬 新疆新和 115 克拉黑麦 春 新疆墨玉
87 阿克脱哈尔 春 新疆哈巴河 116 阿及麦 春 新疆墨玉
88 其力克 春 新疆洛浦 117 白吐里克 春 新疆墨玉
89 黑芒 春 新疆米泉 118 西藏稻麦子 春 新疆洛浦
90 白光头 春 新疆昌吉 119 其力克 春 新疆洛浦
91 红春麦 春 新疆昌吉 120 买甚春麦 春 新疆于田
92 木锨棒 春 新疆昌吉 121 古尔汗满 春 新疆于田
93 疙瘩头 春 新疆昌吉 122 阿克禾孜干 春 新疆于田
94 金包银 春 新疆昌吉 123 吐里克 春 新疆和田
95 兰麦 春 新疆昌吉 124 克兹买克 春 新疆和田
96 黑芒春 春 新疆米泉 125 米麦米尔 春 新疆和田
97 白春麦 春 新疆玛纳斯 126 大头郞 春 新疆哈密
98 无芒麦 春 新疆鄯善 127 小白芒(白) 春 新疆青河
99 分枝麦 春 新疆哈密 128 小白芒(红) 春 新疆青河
100 大白麦 春 新疆哈密 129 小红芒1 春 新疆青河
101 黄库班克 春 新疆伊宁 130 小红芒2 春 新疆青河
102 比热巴沙尔 春 新疆霍城 131 小红麦 春 新疆巴里坤
103 波兰麦 春 新疆吐鲁番 132 托力克 春 新疆和田
104 黑头麦 春 新疆塔城 133 金包银(红) 春 新疆伊吾
105 分枝黑芒 春 新疆塔城 134 金包银(白) 春 新疆伊吾
106 良山麦子 春 新疆阿勒泰 135 红穗无芒 春 新疆阿勒泰
107 黑库班克 春 新疆阿勒泰 136 阿克贾克 春 新疆和田
108 兰壳兰芒 春 新疆阿勒泰

图1

部分适应性(A)、品质(B)和粒重(C)性状基因在12个新疆小麦品种中的扩增结果1: 新春3号; 2: 新春4号; 3: 新春5号; 4: 新春6号; 5: 新春7号; 6: 新春8号; 7: 新春9号; 8: 新春10号; 9: 新春11; 10: 新春12; 11: 新春13; 12: 新春14。"

表1

新疆改良品种和地方品种与适应性、品质和粒重性状相关基因等位变异分布频率比较"

基因
Gene		 基因座
Locus		 等位基因
Allele		 全部All 冬性Winter 春性Spring
改良品种
Improved cultivar		 地方品种
Landrace		 改良品种
Improved cultivar		 地方品种
Landrace		 改良品种
Improved cultivar		 地方品种
Landrace
适应性 Adaptation
Rht Rht-B1 Rht-B1a 20.3 100.0 16.1 100.0 23.3 100.0
Rht-B1b 79.7 0 83.9 0 76.7 0
Rht-D1 Rht-D1a 84.8 100.0 91.4 100.0 79.5 100.0
Rht-D1b 15.2 0 8.6 0 20.5 0
VRN Vrn-A1 Vrn-A1 39.2 5.8 0 0 70.5 93.3
vrn-A1 60.8 94.2 100.0 100.0 29.5 6.7
Vrn-B1 Vrn-B1 39.2 44.0 0 0 70.5 47.8
vrn-B1 60.8 56.0 100.0 100.0 29.5 52.2
Vrn-D1 Vrn-D1a 20.5 80.0 0.0 0.0 37.2 93.0
Vrn-D1b 1.7 0 2.9 0 0 0
vrn-D1 78.2 20.0 97.1 100.0 62.8 7.0
Vrn-B3 Vrn-B3 0 0 0 0 0 0
vrn-B3 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
Ppd Ppd-A1 Ppd-A1a 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
Ppd-A1b 0 0 0 0 0 0
Ppd-B1 Ppd-B1a 0 0 0 0 0 0
基因
Gene		 基因座
Locus		 等位基因
Allele		 全部All 冬性Winter 春性Spring
改良品种
Improved cultivar		 地方品种
Landrace		 改良品种
Improved cultivar		 地方品种
Landrace		 改良品种
Improved cultivar		 地方品种
Landrace
Ppd-B1b 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
Ppd-D1 Ppd-D1a 77.6 4.1 55.9 0 95.1 4.8
Ppd-D1b 22.4 95.9 44.1 100.0 4.9 95.2
T1BL·1RS Sec-1 T1BL·1RS 16.5 0 11.4 0 20.5 0
Non T1BL·1RS 83.5 100.0 88.6 100.0 79.5 100.0
品质 Quality
Glu-1 Glu-D1 Dx5+Dy10 35.4 1.8 22.9 16.7 45.5 0
Dx2+Dy12 64.6 98.2 77.1 83.3 54.5 100.0
Lox TaLox-B1 TaLox-B1a 20.0 0 37.1 0 5.0 0
TaLox-B1b 80.0 100.0 62.9 100.0 95.0 100.0
Pin Pinb-D1 Pinb-D1a 75.0 91.7 56.3 50.0 91.7 97.6
Pinb-D1b 25.0 8.3 43.8 50.0 8.3 2.4
Ppo Ppo-A1 Ppo-A1a 78.1 48.6 60.9 50.0 88.1 48.5
Ppo-A1b 21.9 51.4 39.1 50.0 11.9 51.5
Ppo-D1 Ppo-D1a 3.7 0 0 0 6.7 0
Ppo-D1b 96.3 100.0 100.0 100.0 93.3 100.0
Psy Psy-A1 Psy-A1a 89.6 100.0 100.0 100.0 82.6 100.0
Psy-A1b 10.4 0 0 0 17.4 0
Psy-B1 Psy-B1c 58.8 55.0 100.0 100.0 30.0 52.6
Psy-B1d 41.2 45.0 0 0 70.0 47.4
Psy1-D1 Psy1-D1a 84.4 55.6 80.0 100.0 88.1 48.9
Psy1-D1g 15.6 44.4 20.0 0 11.9 51.1
粒重 Kernel weight
CWI TaCwi-A1 TaCwi-A1a 63.3 22.8 40.0 14.3 81.8 24.0
TaCwi-A1b 36.7 77.2 60.0 85.7 18.2 76.0
TaCWI-4A Hap-4A-C 66.2 83.7 54.5 66.7 77.1 86.0
Hap-4A-T 33.8 16.3 45.5 33.3 22.9 14.0
TaCWI-5D Hap-5D-C 93.7 85.5 88.6 71.4 97.7 87.5
Hap-5D-G 6.3 14.5 11.4 28.6 2.3 12.5
GS1 TaGS1a Hap-1 22.1 39.0 40.7 0.0 9.8 42.1
Hap-2 77.9 61.0 59.3 100.0 90.2 57.9
GS3 TaGS-D1 TaGS-D1a 78.5 64.0 80.0 57.1 77.3 65.1
TaGS-D1b 21.5 36.0 20.0 42.9 22.7 34.9
GS5 TaGS5-A1 TaGS5-A1a 50.0 88.7 39.3 83.3 58.3 89.4
TaGS5-A1b 50.0 11.3 60.7 16.7 41.7 10.6
Sus-2 TaSus2-2B Hap-L 86.8 100.0 66.7 100.0 100.0 100.0
Hap-H 13.2 0 33.3 0 0 0
TGW6 TaTGW6-A1 TaTGW6-A1a 92.1 55.1 87.9 20.0 95.3 59.1
TaTGW6-A1b 7.9 44.9 12.1 80.0 4.7 40.9

图2

影响株高(A)、品质(B)和粒重(C)基因优异等位变异组合在新疆改良品种和地方品种中分布频率"

图3

适应性、品质和粒重基因优异等位变异在不同育种时期频率变化 A: Rht-B1b等位变异; B: Rht-D1b等位变异; C: TlBL·1RS易位系; D: TaLox-B1a等位变异; E: Dx5+Dy10亚基; F: TaGS-D1a等位变异; G: TaSus2-2B (hap-h等位变异); H: TaCwi-A1a等位变异; I: TaCWI-4A等位变异; J: TaCWI-5D等位变异; K:TaTGW6-A1a等位变异。*和**分别表示R2在0.05和0.01概率水平显著。"

表2

新疆改良品种与地方品种适应性、品质和粒重性状相关基因座等位基因数目和多态性信息含量比较"

基因座
Locus		 等位基因数 No. of alleles 多态性信息量 PIC
改良品种 Improved cultivar 地方品种 Landrace 改良品种 Improved cultivar 地方品种 Landrace
全部
All		 冬性
Winter		 春性
Spring		 全部
All		 冬性
Winter		 春性
Spring		 全部
All		 冬性
Winter		 春性
Spring		 全部
All		 冬性
Winter		 春性
Spring
适应性 Adaptation
Rht-B1 2 2 2 1 1 1 0.27 0.23 0.29 0 0 0
Rht-D1 2 2 2 1 1 1 0.22 0.14 0.27 0 0 0
Vrn-A1 2 1 2 2 1 2 0.36 0 0.33 0.10 0 0.11
Vrn-B1 2 1 2 2 1 2 0.36 0 0.33 0.37 0 0.37
Vrn-D1 3 2 2 2 1 2 0.29 0.05 0.36 0.27 0 0.12
Vrn-B3 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
Ppd-A1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
Ppd-B1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
Ppd-D1 2 2 2 2 1 2 0.29 0.37 0.11 0.09 0 0.10
T1BL·1RS 2 2 2 1 1 1 0.24 0.18 0.27 0 0 0
平均Mean 1.80 1.50 1.70 1.40 1.00 1.40 0.20 0.10 0.20 0.08 0 0.07
品质 Quality
Dx5+Dy10 2 2 2 2 2 1 0.35 0.30 0.37 0.05 0.28 0
TaLox-B1 2 2 2 2 2 2 0.28 0.35 0.15 0.07 0.24 0.04
Pinb-D1 2 2 2 2 2 2 0.32 0.37 0.23 0.15 0.38 0.07
Ppo-A1 2 2 2 2 2 2 0.29 0.36 0.21 0.37 0.38 0.37
Ppo-D1 2 1 2 1 1 1 0.07 0 0.12 0 0 0
Psy-A1 2 1 2 1 1 1 0.17 0 0.25 0 0 0
Psy-B1 2 1 2 2 1 2 0.37 0 0.33 0.37 0 0.37
Psy1-D1 2 2 2 2 1 2 0.23 0.27 0.19 0.37 0 0.37
平均Mean 2.00 1.63 2.00 1.75 1.50 1.63 0.26 0.21 0.23 0.17 0.16 0.15
粒重 Kernel weight
TaCwi-A1 2 2 2 2 2 2 0.36 0.36 0.25 0.29 0.21 0.30
TaCWI-4A 2 2 2 2 2 2 0.35 0.37 0.32 0.28 0.35 0.26
TaCWI-5D 2 2 2 2 2 2 0.11 0.18 0.04 0.23 0.32 0.21
TaGS1a 2 2 2 2 2 2 0.29 0.37 0.17 0.36 0.19 0.37
TaGS-D1 2 2 2 2 2 2 0.28 0.36 0.37 0.35 0.24 0.19
TaGS5-A1 2 2 2 2 2 2 0.38 0.27 0.29 0.20 0.37 0.35
TaSus2-2B 2 2 1 1 1 1 0.21 0.35 0 0 0 0
TaTGW6-A1 2 1 2 2 2 2 0.14 0.19 0.10 0.37 0.27 0.37
平均Mean 2.00 1.88 1.88 1.85 1.88 1.88 0.27 0.31 0.19 0.26 0.24 0.26
总平均
Total mean		 1.92 1.67 1.86 1.65 1.46 1.63 0.24 0.20 0.21 0.17 0.13 0.16

表3

遗传多样性分子方差分析"

变异来源
Source of variance		 自由度
df		 平方和
Sum of square		 方差分量
Variance component		 变异百分比
Percentage of variation (%)
群体间Among populations 1 96.7 0.70** 23.9
群体内个体间Among individuals within populations 134 578.4 2.09** 71.5
个体间Within individuals 136 18.5 0.14** 4.7
总计Total 271 693.6 2.92

图4

136份新疆小麦资源主成分分析1~79: 改良品种, 其中1~35为冬性品种, 36~79为春性品种; 80~136: 地方品种, 其中80~86为冬性地方品种, 87~136为春性地方品种。图中数字代表的资源名称参考附表1和附表2。"

[1] 吴新元. 新疆优质小麦产业化进展. 新疆农业科学, 2010, 47(增刊2): 1-2
Wu X Y.The industrializing progress of high-quality wheat in Xinjiang.Xinjiang Agric Sci, 2010, 47(suppl-2): 1-2 (in Chinese)
[2] 曹连莆, 艾尼瓦尔. 新疆小麦高产优质育种的进展与策略. 石河子大学学报(自然科学版), 1998, 2(增刊): 1-7
Cao L P, Ainiwaer. The progress and strategy on high yield and superior quality about wheat breeding in Xinjiang.J Shihezi Univ(Nat Sci Edn), 1998, 2(suppl): 1-7 (in Chinese with English abstract)
[3] 马宏. 新疆小麦品质状况浅谈. 粮食加工, 2009, 34(5): 87-88
doi: 10.3969/j.issn.1007-6395.2009.05.029
Ma H.Preliminary study on quality in Xjnjiang wheat.Grain Proc, 2009, 34(5): 87-88 (in Chinese)
doi: 10.3969/j.issn.1007-6395.2009.05.029
[4] Meng L, Xiang C, Liu H, Yang L, Mai C, Yu L, Wei Y, Li H, Zhang H, Zhou Y.The impact of modern plant breeding on dominant Chinese wheat cultivars (Triticum aestivum L.) revealed by SSR and functional markers. Genet Resour Crop Evol, 2018, 65: 55-65
doi: 10.1007/s10722-017-0508-2
[5] Andersen J R, Lübberstedt T.Functional markers in plants.Trends Plant Sci, 2003, 8: 554-560
doi: 10.1016/j.tplants.2003.09.010
[6] Liu Y, He Z, Appels R, Xia X.Functional markers in wheat: current status and future prospects.Theor Appl Genet, 2012, 125: 1-10
doi: 10.1007/s00122-012-1829-3 pmid: 22366867
[7] Worland A J, Börner A, Korzun V, Li W M, Petrovíc S, Sayers E J.The influence of photoperiod genes on the adaptability of European winter wheats.Euphytica, 1998, 100: 385-394
doi: 10.1023/A:1018327700985
[8] Fu D, Szűcs P, Yan L, Helguera M, Skinner J S, Zitzewitz J V, Hayes P M, Dubcovsky J.Large deletions within the first intron in VRN-1 are associated with spring growth habit in barley and wheat. Mol Genet Genomics, 2005, 273: 54-65
doi: 10.1007/s00438-004-1095-4 pmid: 15690172
[9] Yan L, Fu D, Li C, Blechl A, Tranquilli G, Bonafede M, Sanchez A, Valarik M, Yasuda S, Dubcovsky J.The wheat and barley vernalization gene VRN3 is an orthologue of FT. Proc Natl Acad Sci USA, 2006, 103: 19581-19586
doi: 10.1073/pnas.0607142103 pmid: 17158798
[10] Beales J, Turner A, Griffiths S, Snape J W, Laurie D A.A Pseudo-Response Regulator is misexpressed in the photoperiod insensitive Ppd-D1a mutant of wheat(Triticum aestivum L.). Theor Appl Genet, 2007, 115: 721-733
[11] Seki M, Chono M, Nishimura T, Sato M, Yoshimura Y, Matsunaka H, Fujita M, Oda S, Kubo K, Kiribuchi-Otobe C, Kojima H, Nishida H, Kato K.Distribution of photoperiod-insensitive allele Ppd-A1a and its effect on heading time in Japanese wheat cultivars. Breed Sci, 2013, 63: 309-316
doi: 10.1270/jsbbs.63.309 pmid: 3770558
[12] Ellis M, Spielmeyer W, Gale K, Rebetzke G, Richards R.“Perfect” markers for the Rht-B1b and Rht-D1b dwarfing genes in wheat. Theor Appl Genet, 2002, 105: 1038-1042
[13] Ishikawa G, Nakamura T.A new co-dominant PCR-based marker to identify the high-molecular-weight glutenin subunit combination ‘‘5+10’’ of common wheat.Wheat Inf Serv, 2007, 103: 1-4
[14] Geng H W, He Z H, Zhang L P, Qu Y Y, Xia X C.Cloning the lipoxygenase gene on chromosome 4BS and development of functional markers in common wheat.Crop Sci, 2012, 52: 568-576
[15] Giroux M J, Morris C F.A glycine to serine change in puroindoline b is associated with wheat grain hardness and low levels of starch-surface friabilin.Theor Appl Genet, 1997, 95: 857-864
doi: 10.1007/s001220050636
[16] Sun D J, He Z H, Xia X C, Zhang L P, Morris C F, Appels, R, Ma W J, Wang H. A novel STS marker for polyphenol oxidase activity in bread wheat.Mol Breed, 2005, 16: 209-218
doi: 10.1007/s11032-005-6618-0
[17] He X Y, He Z H, Zhang L P, Sun D J, Morris C F, Fuerst E P, Xia X C.Allelic variation of polyphenol oxidase (PPO) genes located on chromosomes 2A and 2D and development offunctional markers for the PPO genes in common wheat.Theor Appl Genet, 2007, 115: 47-58
doi: 10.1007/s00122-007-0539-8 pmid: 17426955
[18] He X Y, Zhang Y L, He Z H, Wu Y P, Xiao Y G, Ma C X, Xia X C.Characterization of phytoene synthase 1 gene (Psy1) located on common wheat chromosome 7A and development of a functional marker. Theor Appl Genet, 2008, 116: 213-221
[19] He X Y, He Z H, Ma W, Appels R, Xia X C.Allelic variants of phytoene synthase 1 (Psy1) genes in Chinese and CIMMYT wheat cultivars and development of functional markers for flour colour. Mol Breed, 2009, 23: 553-563
[20] Ma D, Yan J, He Z, Wu L, Xia X.Characterization of a cell wall invertase gene TaCwi-A1 on common wheat chromosome 2A and development of functional markers. Mol Breed, 2012, 29: 43-52
doi: 10.1007/s11032-010-9524-z
[21] Jiang Y, Jiang Q, Hao C, Hou J, Wang L, Zhang H, Zhang S, Chen X, Zhang X.A yield-associated gene TaCWI, in wheat: its function, selection and evolution in global breeding revealed by haplotype analysis. Theor Appl Genet, 2015, 128: 131-143
doi: 10.1007/s00122-014-2417-5
[22] Guo Y, Sun J, Zhang G, Wang Y, Kong F, Zhao Y, Li S.Haplotype, molecular marker and phenotype effects associated with mineral nutrient and grain size ofTaGS1a in wheat. Field Crops Res, 2013, 154: 119-125
doi: 10.1016/j.fcr.2013.07.012
[23] Zhang Y, Liu J, Xia X, He Z.TaGS-D1, an ortholog of rice OsGS3, is associated with grain weight and grain length in common wheat. Mol Breed, 2014, 34: 1097-1107
doi: 10.1007/s11032-014-0102-7
[24] Wang S, Zhang X, Cheng F, Cui D.A single-nucleotide polymorphism of TaGS5 gene revealed its association with kernel weight in Chinese bread wheat. Front Plant Sci, 2015, 6: 1166
doi: 10.3389/fpls.2015.01166 pmid: 4688388
[25] Jiang Q, Hou J, Hao C, Wang L, Ge H, Dong Y, Zhang X.The wheat (T. aestivum) sucrose synthase 2 gene(TaSus2) active in endosperm development is associated withyield traits. Funct Integr Genomic, 2011, 11: 49-61
[26] Hanif M, Gao F, Liu J, Wen W, Zhang Y, Rasheed A, Xia X, He Z, Cao S. TaTGW6-A1, an ortholog of rice TGW6, is associated with grain weight and yield in bread wheat. Mol Breed, 2016, 36: 1.
[27] Guo X, Wang Y, Meng L, Liu H, Yang L, Zhou Y, Zhang H.Distribution of the Vrn-D1b allele associated with facultative growth habit in Chinese wheat accessions. Euphytica, 2015, 206: 1-10
doi: 10.1007/s10681-015-1440-1
[28] Zhang J, Wang Y, Wu S, Yang J, Liu H, Zhou Y.A single nucleotide polymorphism at the Vrn-D1 promoter region in common wheat is associated with vernalization response. Theor Appl Genet, 2012, 125: 1697-1704
[29] Liu C, Yang Z J, Li G R, Zeng Z X, Zhang Y, Zhou J P, Liu Z H, Ren Z L.Isolation of a new repetitive DNA sequence from Secalea fricanum enables targeting of Secale chromatin in wheat background. Euphytica, 2008, 159: 249-258
doi: 10.1007/s10681-007-9484-5
[30] Liu K, Muse S V.PowerMarker: An integrated analysis environment for genetic marker analysis.Bioinformatics, 2005, 21: 2128-2129
doi: 10.1093/bioinformatics/bti282 pmid: 15705655
[31] Excoffier L, Lischer H E L. Arlequin suite ver3.5: a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows.Mol Ecol Resour, 2010, 10: 564-567
doi: 10.1111/men.2010.10.issue-3
[32] Rohlf F J.NTSYS-pc: Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System, Version 2.1. Exeter Software. Setauket, New York, 2000
[33] 杨松杰, 张晓科, 何中虎, 夏先春, 周阳. 用STS标记检测矮秆基因Rht-B1b和Rht-D1b在中国小麦中的分布. 中国农业科学, 2006, 39: 1680-1688
Yang S J, Zhang X K, He Z H, Xia X C, Zhou Y.Distribution of dwarfing genes Rht-B1b and Rht-D1b in Chinese bread wheats detected by STS marker. Sci Agric Sin, 2006, 39: 1680-1688 (in Chinese with English abstract)
[34] Díaz A, Zikhali M, Turner A S, Isaac P, Laurie D A.Copy number variation affecting the Photoperiod-B1 and Vernalization-A1 genes is associated with altered flowering time in wheat(Triticum aestivum). PLoS One, 2012, 7: e33234
[35] 周阳, 何中虎, 张改生, 夏兰琴, 陈新民, 高永超, 井赵斌, 于广军. 1BL/1RS易位系在我国小麦育种中的应用. 作物学报, 2004, 30: 531-535
Zhou Y, He Z H, Zhang G S, Xia L Q, Chen X M, Gao Y C, Jing Z B, Yu G J.Utilization of 1BL/1RS translation in wheat breeding in China.Acta Agron Sin, 2004, 30: 531-535 (in Chinese with English abstract)
[36] 李洪杰, 王晓鸣, 宋凤景, 伍翠平, 武小菲, 张宁, 周阳, 张学勇. 中国小麦品种对白粉病的抗性反应与抗病基因检测. 作物学报, 2011, 37: 943-954
Li H J, Wang X M, Song F J, Wu C P, Wu X F, Zhang N, Zhou Y, Zhang X Y.Response to powdery mildew and detection of resistance genes in wheat cultivars from China.Acta Agron Sin, 2011, 37: 943-954 (in Chinese with English abstract)
[37] 王亮, 穆培源, 徐红军, 刘丽, 何中虎, 夏先春, 庄丽, 桑伟, 韩新年, 聂迎彬. 新疆小麦品种高分子量麦谷蛋白亚基组成分析. 麦类作物学报, 2008, 28: 430-435
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2008.03.100
Wang L, Mu P Y, Xu H J, Liu L, He Z H, Xia X C, Zhuang L, Sang W, Han X N, Nie Y B.Compositions of HMW-GS in wheat varieties and advanced lines from Xinjiang.J Triticeae Crops, 2008, 28: 430-435 (in Chinese with English abstract)
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2008.03.100
[38] Yang F P, Wang L H, Wang J W, He X Y, Zhang X K, Shang X W, Yang W X, Xia X C, He Z H.Characterisation of high- and low-molecular-weight glutenin subunit genes in Chinese winter wheat cultivars and advanced lines using allele-specific markers and SDS-PAGE.Crop Pasture Sci, 2010, 61: 84-91
doi: 10.1071/CP09164
[39] 王亮, 穆培源, 徐红军, 庄丽, 桑伟, 韩新年, 聂迎彬, 夏先春, 何中虎. 新疆小麦品种中多酚氧化酶(PPO)活性基因等位变异的分布. 麦类作物学报, 2008, 28: 766-771
Wang L, Mu P Y, Xu H J, Zhuang L, Sang W, Han X N, Nie Y B, Xia X C, He Z H.Distribution of allelic variations of polyphenol oxidase genes in Xinjiang wheat cultivars.J Triticeae Crops, 2008, 28: 766-771 (in Chinese with English abstract)
[40] 王荣栋, 孔军, 陈荣毅, 张伟. 新疆小麦品质生态区划. 新疆农业科学, 2005, 42: 309-314
doi: 10.3969/j.issn.1001-4330.2005.05.005
Wang R D, Kong J, Chen R Y, Zhang W.Classification on Xinjiang wheat regions based on ecological quality.Xinjiang Agric Sci, 2005, 42: 309-314 (in Chinese with English abstract)
doi: 10.3969/j.issn.1001-4330.2005.05.005
[41] 曹霞, 王亮, 冯毅, 徐红军, 穆培源, 张晓科, 张影全. 新疆小麦品种春化和光周期主要基因的组成分析. 麦类作物学报, 2010, 30: 601-606
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2010.04.003
Cao X, Wang L, Feng Y, Xu H J, Mu P Y, Zhang X K, Zhang Y Q.Combination of vernalization and photoperiod main genes in Xinjiang wheat.J Triticeae Crops, 2010, 30: 601-606 (in Chinese with English abstract)
doi: 10.7606/j.issn.1009-1041.2010.04.003
[42] Mahfoozi S, Limin A E, Hayes P M, Hucl P, Fowler, D B.Influence of photoperiod response on the expression of cold hardiness in wheat and barley.Can J Plant Sci, 2000, 80: 721-724
doi: 10.4141/P00-031
[43] Rasheed A, Xia X, Mahmood T, Ouraishi U M, Aziz A, Bux H, Mahmood Z, Mirza J I, Mujeeb-Kazi A, He Z.Comparison of economically important loci in landraces and improved wheat cultivars from Pakistan.Crop Sci, 2016, 56: 287-301
doi: 10.2135/cropsci2015.01.0015
[44] Hao C, Wang L, Ge H, Dong Y, Zhang X.Genetic diversity and linkage disequilibrium in 407 Chinese bread wheat (Triticum aestivum L.) revealed by SSR markers. PLoS One, 2011, 6: e17279
[1] 胡文静, 李东升, 裔新, 张春梅, 张勇. 小麦穗部性状和株高的QTL定位及育种标记开发和验证[J]. 作物学报, 2022, 48(6): 1346-1356.
[2] 郭星宇, 刘朋召, 王瑞, 王小利, 李军. 旱地冬小麦产量、氮肥利用率及土壤氮素平衡对降水年型与施氮量的响应[J]. 作物学报, 2022, 48(5): 1262-1272.
[3] 付美玉, 熊宏春, 周春云, 郭会君, 谢永盾, 赵林姝, 古佳玉, 赵世荣, 丁玉萍, 徐延浩, 刘录祥. 小麦矮秆突变体je0098的遗传分析与其矮秆基因定位[J]. 作物学报, 2022, 48(3): 580-589.
[4] 冯健超, 许倍铭, 江薛丽, 胡海洲, 马英, 王晨阳, 王永华, 马冬云. 小麦籽粒不同层次酚类物质与抗氧化活性差异及氮肥调控效应[J]. 作物学报, 2022, 48(3): 704-715.
[5] 刘运景, 郑飞娜, 张秀, 初金鹏, 于海涛, 代兴龙, 贺明荣. 宽幅播种对强筋小麦籽粒产量、品质和氮素吸收利用的影响[J]. 作物学报, 2022, 48(3): 716-725.
[6] 马红勃, 刘东涛, 冯国华, 王静, 朱雪成, 张会云, 刘静, 刘立伟, 易媛. 黄淮麦区Fhb1基因的育种应用[J]. 作物学报, 2022, 48(3): 747-758.
[7] 徐龙龙, 殷文, 胡发龙, 范虹, 樊志龙, 赵财, 于爱忠, 柴强. 水氮减量对地膜玉米免耕轮作小麦主要光合生理参数的影响[J]. 作物学报, 2022, 48(2): 437-447.
[8] 王洋洋, 贺利, 任德超, 段剑钊, 胡新, 刘万代, 郭天财, 王永华, 冯伟. 基于主成分-聚类分析的不同水分冬小麦晚霜冻害评价[J]. 作物学报, 2022, 48(2): 448-462.
[9] 陈新宜, 宋宇航, 张孟寒, 李小艳, 李华, 汪月霞, 齐学礼. 干旱对不同品种小麦幼苗的生理生化胁迫以及外源5-氨基乙酰丙酸的缓解作用[J]. 作物学报, 2022, 48(2): 478-487.
[10] 马博闻, 李庆, 蔡剑, 周琴, 黄梅, 戴廷波, 王笑, 姜东. 花前渍水锻炼调控花后小麦耐渍性的生理机制研究[J]. 作物学报, 2022, 48(1): 151-164.
[11] 孟颖, 邢蕾蕾, 曹晓红, 郭光艳, 柴建芳, 秘彩莉. 小麦Ta4CL1基因的克隆及其在促进转基因拟南芥生长和木质素沉积中的功能[J]. 作物学报, 2022, 48(1): 63-75.
[12] 韦一昊, 于美琴, 张晓娇, 王露露, 张志勇, 马新明, 李会强, 王小纯. 小麦谷氨酰胺合成酶基因可变剪接分析[J]. 作物学报, 2022, 48(1): 40-47.
[13] 李玲红, 张哲, 陈永明, 尤明山, 倪中福, 邢界文. 普通小麦颖壳蜡质缺失突变体glossy1的转录组分析[J]. 作物学报, 2022, 48(1): 48-62.
[14] 赵婧, 孟凡钢, 于德彬, 邱强, 张鸣浩, 饶德民, 丛博韬, 张伟, 闫晓艳. 不同磷效率大豆农艺性状与磷/铁利用率对磷素的响应[J]. 作物学报, 2021, 47(9): 1824-1833.
[15] 罗江陶, 郑建敏, 蒲宗君, 范超兰, 刘登才, 郝明. 四倍体小麦与六倍体小麦杂种的染色体遗传特性[J]. 作物学报, 2021, 47(8): 1427-1436.
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