李 瑋 張 敏 宋國(guó)琦 李玉蓮 高 潔 程敦公 李豪圣，* 李根英，*

（1 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部黃淮北部小麥生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/小麥玉米國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100；2 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東 青島 266109）

小麥（Triticum aestivumL.）是我國(guó)三大糧食作物之一，同時(shí)是我國(guó)北方最重要的口糧作物［1］。不斷培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的小麥品種是小麥生產(chǎn)的基礎(chǔ)，對(duì)增強(qiáng)種業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，保障我國(guó)糧食安全具有十分重要的意義。山東是全國(guó)小麥生產(chǎn)第二大省，據(jù)山東統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)顯示，2019年山東省小麥播種面積400.18 萬(wàn)公頃，總產(chǎn)量255.29 萬(wàn)噸［2］。優(yōu)良品種是保障小麥生產(chǎn)的基礎(chǔ)，山東省小麥品種審定區(qū)域試驗(yàn)代表了山東小麥育種的最新進(jìn)展和育種方向。對(duì)區(qū)試品系進(jìn)行分析，在了解山東小麥育種特點(diǎn)和變化基礎(chǔ)上，可以為品種改良提供參考。

區(qū)試參試品系常被育種家作為親本材料進(jìn)行雜交組配，前人對(duì)區(qū)試品系的研究較多，對(duì)河北、河南、山東和四川4 個(gè)省份的75 份小麥區(qū)試品系和78 份國(guó)家冬小麥區(qū)試品系的抗條銹病鑒定結(jié)果表明，四川省區(qū)試品系條銹病抗性較好，其他區(qū)試品系相對(duì)較差［3-4］，可能與四川省條銹病自然發(fā)病較重，而北方省份自然發(fā)病較輕有關(guān)。對(duì)山東省和河南小麥區(qū)試品系的品質(zhì)性狀進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)達(dá)到國(guó)家優(yōu)質(zhì)強(qiáng)筋標(biāo)準(zhǔn)的品系較少，主要限制指標(biāo)是穩(wěn)定時(shí)間［5-6］。王步云等［3］研究認(rèn)為河北、河南、山東小麥區(qū)試品系的遺傳相似性較高；宋曉霞等［7］也認(rèn)為黃淮南片小麥區(qū)試品系遺傳基礎(chǔ)狹窄；而高曉慧等［8］分析表明黃淮南片麥區(qū)78 個(gè)小麥品系遺傳距離變幅較大，可能與所選材料不同有關(guān)。對(duì)國(guó)家區(qū)試參試品系產(chǎn)量相關(guān)性狀研究表明，品系年際間產(chǎn)量變幅大，整體穩(wěn)步增加，生育期和千粒重與產(chǎn)量關(guān)聯(lián)度最大［7，9-10］。以上研究主要集中在產(chǎn)量、品質(zhì)、抗病性等表型性狀，對(duì)品系所攜帶的優(yōu)異等位基因關(guān)注相對(duì)較少。

2016年Rasheed 等［11］發(fā)表了70 個(gè)小麥競(jìng)爭(zhēng)性等位基因特異聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（kompetitive allele specific polymerase chain reaction，KASP）功能標(biāo)記，涉及小麥適應(yīng)性、產(chǎn)量、品質(zhì)和抗逆性等性狀，對(duì)之前小麥中已開(kāi)發(fā)KASP 功能標(biāo)記進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)。2019年Khalid等［12］報(bào)道小麥KASP 功能標(biāo)記的數(shù)量已增加至124 個(gè)，為小麥功能基因的鑒定和育種奠定了基礎(chǔ)。隨后KASP 標(biāo)記逐漸在我國(guó)開(kāi)始應(yīng)用。鄒景偉等［13］對(duì)120 份小麥品種（系）的株高等15 個(gè)基因進(jìn)行了KASP標(biāo)記檢測(cè)，認(rèn)為對(duì)常規(guī)手段育成的高代品系進(jìn)行KASP標(biāo)記輔助選擇可作為一種重要的分子育種策略。單子龍等［14］、王志偉等［15］和Zhang 等［16］分別對(duì)河北、云南、寧夏的小麥品種（系）進(jìn)行了KASP 標(biāo)記檢測(cè)，結(jié)果表明不同基因的優(yōu)異等位變異占比差異較大，明確了優(yōu)異等位基因的載體材料，為各省小麥品種改良提供了參考。Zhao等［17］對(duì)來(lái)自全球的1 152份小麥材料的47個(gè)基因進(jìn)行了KASP 標(biāo)記分析，明確了已被育種選擇的36 個(gè)優(yōu)異等位基因，促進(jìn)了小麥分子育種發(fā)展。上述前人研究均主要關(guān)注小麥品種，但對(duì)區(qū)試品系的分析較少。

為了明確已知功能基因在區(qū)試品系中利用情況，并為親本選配和后代輔助選擇提供參考，本研究對(duì)2019—2020年山東省區(qū)試高產(chǎn)組和強(qiáng)筋組的品系進(jìn)行64 個(gè)KASP 標(biāo)記的分子檢測(cè)，旨在為利用分子標(biāo)記輔助選擇，為促進(jìn)小麥精準(zhǔn)化育種，提高小麥育種效率奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為2019—2020年山東省小麥區(qū)域試驗(yàn)參試品系，共計(jì)126 份（表1），其中高產(chǎn)組111 份（含對(duì)照品種濟(jì)麥22，高產(chǎn)區(qū)試品系編號(hào)前兩位為GQ），強(qiáng)筋專(zhuān)用組15 份（含對(duì)照品種濟(jì)南17，強(qiáng)筋區(qū)試品系編號(hào)前兩位為QQ）。上述材料均于2019年11月播種于山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院濟(jì)南試驗(yàn)基地。

表1 參試品系Table 1 Tested wheat lines

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 DNA 提取 采用簡(jiǎn)化的高鹽低pH 法，試驗(yàn)步驟參考文獻(xiàn)［18］。

1.2.2 KASP 標(biāo)記檢測(cè)與分析 KASP 標(biāo)記檢測(cè)反應(yīng)體系、程序參考高潔等［18］的方法。KASP 標(biāo)記名稱(chēng)、來(lái)源和對(duì)應(yīng)基因詳見(jiàn)表2，引物由青島擎科生物技術(shù)有限公司合成。KASP 反應(yīng)結(jié)束后用PHERAstar 熒光讀板儀（英國(guó)LGC 公司）檢測(cè)熒光信號(hào)，然后導(dǎo)入儀器自帶的Kluster Caller軟件進(jìn)行分型。

1.2.3 優(yōu)異等位基因 大光周期基因和春化基因的優(yōu)異等位基因和生態(tài)區(qū)有關(guān)，本研究中將所檢測(cè)材料中光周期和春化基因中占優(yōu)勢(shì)的等位基因作為優(yōu)異等位基因，其他基因的優(yōu)異等位基因在分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)時(shí)已給出。詳見(jiàn)表2。

表2 KASP標(biāo)記信息Table 2 KASP marker details

表2（續(xù)）

2 結(jié)果與分析

2.1 KASP標(biāo)記檢測(cè)概況

本研究共檢測(cè)了64 個(gè)KASP 標(biāo)記，其中43 個(gè)標(biāo)記分型效果較好，可以將全部樣品明顯分成藍(lán)色（FAM）和紅色（HEX）兩種基因型，相同基因型內(nèi)個(gè)體較集中（圖1-a）。15個(gè)標(biāo)記分型效果尚可，雖可將待測(cè)樣品分成兩種基因型，但相同基因型內(nèi)個(gè)體較分散，基因型間距離較近（圖1-b）。6個(gè)標(biāo)記分型存在問(wèn)題，其中GluA1.1_1883、PPOD1_SNP、PODA1_462_SNP、COMT3B_882_SNP和TaGS-D1 5個(gè)標(biāo)記檢測(cè)到較多的雜合基因型（綠色）與高代品系多為純合的結(jié)果不符（圖1-c），TaGS2B1_1936有41個(gè)未知基因型數(shù)據(jù)點(diǎn)（粉色），推測(cè)與引物結(jié)合位點(diǎn)存在變異有關(guān)（圖1-d）。

本研究中單個(gè)標(biāo)記的缺失數(shù)據(jù)點(diǎn)一般為0～3 個(gè)，除TaGS2B1_1936 外，平均每個(gè)標(biāo)記的缺失數(shù)據(jù)點(diǎn)為1.1 個(gè)。共有20 個(gè)標(biāo)記全部樣品均為一種等位基因，主要涉及抗病、千粒重、春化和光周期相關(guān)基因。其他大部分標(biāo)記的等位基因呈兩極分化，以其中一種等位變異占多數(shù)（圖2）。

2.2 產(chǎn)量相關(guān)基因檢測(cè)結(jié)果

1RS：1BL_6110 用于檢測(cè)1B/1R 易位，1B/1R 易位系共有13 份（占比10.32%），這些品系均來(lái)自高產(chǎn)組。Rht-B1_SNP 和Rht-D1_SNP 用于檢測(cè)株高基因，有120份攜帶Rht-D1b矮稈等位基因，占比95.24%，其他4.76%（6份）為Rht-B1b矮稈等位基因。與千粒重相關(guān)的標(biāo)記共10 個(gè)。TaGASR7-A1 H1c長(zhǎng)粒等位基因占比100%，TaCwi-A1a、TaGW2-6B Hap-1、TaSus1-7B Hap-T高千粒重等位基因占比較高，分別是88.89%、100.00%和97.62%，其次是TaGW2-6A Hap-A、TaSus1-7A 1185-C高千粒重等位基因分別占比38.10%、41.27%，TaCwi-4A Hap-4A-T、TaGS5-3A-T高千粒重等位基因占比較低，分別為12.70%和13.49%，僅濟(jì)農(nóng)CH03攜帶CKXD1a高千粒重等位基因，占比為0.79%，TaGS-D1 僅檢測(cè)到雜合和GS-D1b兩種基因型，GS-D1a高千粒重等位基因未檢測(cè)到。與穗粒數(shù)相關(guān)的標(biāo)記有2個(gè)，TEF7A1_606Hap-7A-3高穗粒數(shù)等位基因占比僅為18.25%。未檢測(cè)到TaMoc-7A的Hap-H多小穗數(shù)等位基因。與生物量相關(guān)的標(biāo)記有1 個(gè)，為T(mén)aGS2B1_1936。TaGS2B1_1936 的檢測(cè)結(jié)果中未知基因型比例較高（圖1-d），TaGS2B1b高生物產(chǎn)量等位基因占比60.32%。

圖1 KASP標(biāo)記分型圖Fig.1 Genotyping diagram of KASP markers

從以上結(jié)果可以看出，參試品系主要利用的矮稈基因?yàn)镽ht-D1b，與產(chǎn)量相關(guān)的基因除TaCwi-A1-1、TaSus1-7B、TaGW2-6B外，其他基因的利用率都不高。

2.3 品質(zhì)相關(guān)基因檢測(cè)結(jié)果

結(jié)果如圖2所示，GluA1.1-1883 和Glu-D1_4777用于檢測(cè)高分子量麥谷蛋白亞基，優(yōu)異等位基因Ax1/Ax2*和Glu-D1d分別占比42.86%和38.89%，如果僅統(tǒng)計(jì)強(qiáng)筋專(zhuān)用組的參試品系，占比分別為66.67%和80.00%。Glu-A3g_SNP 和Glu-B3g_SNP 用于檢測(cè)低分子量麥谷蛋白，低分子量谷蛋白優(yōu)異等位基因Glu-A3g和Glu-B3g分別占比96.03%和15.08%。Psy1Dag、Pds-B1_2002 和Zds-A1_SNP 與黃色素含量相關(guān)，低黃色素含量等位基因有利于增加面粉白度，低黃色素含量Psy-D1a、Pds-B1b和Zds-A1a等位基因占比分別為96.03%、18.25%和19.84%。LoxB1_SNP、PODA1_462_SNP 和PPOD1_SNP 與面粉及其制品白度相關(guān)。高活性L(fǎng)ox-B1a等位基因和高活性Pod-A1b等位基因分別占比53.17%、56.35%。多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）低活性Ppo-D1a等位基因占比22.22%。Pina-D1_INS、Pinb-D1_INS 和Pinb2-v2-3 與籽粒硬度相關(guān)，硬質(zhì)等位基因Pinb-D1b、Pina-D1b和Pinb-B2b占比分別為2.38%、89.68%和78.57%。參試品系所含硬度基因以Pinb-D1位點(diǎn)為主。

圖2 等位基因占比Fig.2 Allele percentage

2.4 抗性相關(guān)基因檢測(cè)結(jié)果

Fhb1_KSU 與抗赤霉病有關(guān)，所有參試品系均為Fhb1-感病等位基因。Lr14a抗葉銹病等位基因Lr14+占比57.94%，檢測(cè)Lr34的標(biāo)記有Lr34jagger 和C6K2C1，2 個(gè)標(biāo)記的抗病等位基因占比均為0，故抗病等位基因Lr34+未檢測(cè)到，Lr46抗病等位基因Lr46+占比15.87%，岱麥7136、濟(jì)麥60 和魯研74 三個(gè)品系攜帶Lr68抗病等位基因Lr68+，占比2.38%。CU8與眼斑病有關(guān)［12］，未檢測(cè)到抗病等位基因Pch1+。Pm21_SNP與白粉病有關(guān)［12］，僅CG086 為抗病等位基因Pm21+，占比0.79%。wsnp_JD_c4438_5568170 與小麥黃花葉病有關(guān)［19］，M112 和濟(jì)麥8068 攜帶抗病等位基因Sbwm1-A，占比1.59%。Yr15_R5 是抗條銹基因Yr15的連鎖標(biāo)記，抗病等位基因Yr15+未檢測(cè)到。以上結(jié)果表明，與抗病相關(guān)的已知基因位點(diǎn)在參試品系中含量較低。1fehw3 和TaDreb_SNP 與干旱條件下的籽粒產(chǎn)量有關(guān)，高表達(dá)等位基因Westonia type和高籽粒產(chǎn)量等位基因Dreb-B1a占比均為87.30%。PHS1-prom-222、PHS_646、SDR_SNP、Vp1B2-83 與穗發(fā)芽有關(guān)，PHS1-prom-222 和PHS_646 均是TaPHS1的標(biāo)記，抗穗發(fā)芽等位基因RioBlanceo type、RioBlanceo type、Sdr-B1a、Vp-1Bc分別占比0.79%、98.41%、0.00% 和26.19%，表明部分抗穗發(fā)芽基因的利用率較低。COMT3B_882_SNP 與莖稈木質(zhì)素含量有關(guān)，該標(biāo)記存在雜合基因型多的問(wèn)題，參試品系中僅有1份攜帶高莖稈木質(zhì)素含量純合等位基因COMT3Ba，為濟(jì)農(nóng)CH01。

2.5 開(kāi)花相關(guān)基因檢測(cè)結(jié)果

GS100-1027IND、GS105-1117IND、TaPpdBJ001、TaPpdDD001、TaPpdDD002RI、TaPpdDI001RI與光周期相關(guān)，GS100-1027IND 和GS105-1117IND 均是Ppd-A1的標(biāo)記，TaPpdDD001、TaPpdDD002RI和TaPpdDI001RI均是Ppd-D1的標(biāo)記。除TaPpdBJ001（Ppd-B1）有15.87%為晚抽穗等位基因RTIndel Truncated copy外，其他位點(diǎn)參試品系均為相同等位基因。Exon7_C/T_Vrn-A1、Vrn1_new、Vrn-A1_9K0001、Vrn-A1b-Marq均是春化基因Vrn-A1的標(biāo)記，Vrn-B1_A 和Vrn-B1_B均是春化基因Vrn-B1的標(biāo)記，Vrn-D1-D1a_A 是春化基因Vrn-D1的標(biāo)記。除Vrn-D1-D1a_A（Vrn-D1）有3.97%為Vrn-D1a春性等位基因外，其他位點(diǎn)參試品系均為相同等位基因。PRR73A1-9IND、PRR73B1-4558、TaELF3-B1、TaFT3-B1、TaMOT1-D1與開(kāi)花期相關(guān)，除TaELF3-B1 Wild type早花等位基因占比僅為2.38%外，PRR-A1 Hap-I、PRR-B1 Hap-II、TaFT3-B1 G Allele、TaMOT1-D1 Wild-type早花等位基因占比均較高，分別為87.30%、84.92%、85.71%、86.51%。攜帶TaELF3-B1 Wild type早花等位基因的品系有S32、菏麥182和山農(nóng)116。

3 討論

3.1 區(qū)試品系優(yōu)異等位基因利用情況

1B/1R 易位系具有高產(chǎn)、抗病等優(yōu)點(diǎn)，曾作為優(yōu)異種質(zhì)資源在世界范圍內(nèi)被廣泛利用［13，23］。20世紀(jì)70年代1B/1R 易位系被引入中國(guó)，1980年豐抗2 號(hào)等第一批育成品種開(kāi)始應(yīng)用于生產(chǎn)［24-25］。王曉軍等［24］對(duì)1980—2008年間黃淮麥區(qū)育成品種（系）進(jìn)行了分子標(biāo)記檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)66份大面積推廣品種中45.5%攜帶1B/1R易位。2020年宮文萍等［26］對(duì)來(lái)自全國(guó)的1 293份小麥品種（系）進(jìn)行分子檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)542份能擴(kuò)增出1B/1R 易位系特異條帶，占比41.92%，表明1B/1R 易位系在黃淮麥區(qū)乃至全國(guó)被廣泛應(yīng)用。本研究中僅高產(chǎn)組有13 份品系為1B/1R 易位系，而強(qiáng)筋專(zhuān)用組未檢測(cè)到。由此推測(cè)出由于受1RS上攜帶的抗病基因喪失抗性和黑麥堿對(duì)小麥加工品質(zhì)不利影響，1B/1R 易位系在高產(chǎn)育種中利用率逐步降低，在優(yōu)質(zhì)育種中極少使用。李韜等［27］研究認(rèn)為1RS 可能攜帶赤霉病擴(kuò)展抗性相關(guān)基因，與Fhb1基因有累加效應(yīng)，1B/1R易位系在今后高產(chǎn)育種中可能仍有利用價(jià)值。矮稈基因被稱(chēng)為“綠色革命”基因，是高產(chǎn)育種的關(guān)鍵，目前生產(chǎn)上主要利用Rht-B1b和Rht-D1b［13，28］。本研究中參試品系攜帶的矮種基因以Rht-D1b矮稈等位基因?yàn)橹鳎c前人的研究結(jié)果一致。產(chǎn)量三要素中千粒重相關(guān)基因被報(bào)道最多，本研究選用的相關(guān)標(biāo)記有10 個(gè)，其中TaGASR7-A1 H1c、TaCwi-A1a、TaGW2-6B Hap-1、TaSus1-7B Hap-T優(yōu)異等位基因的利用率較高（＞85%）；TaGW2-6A Hap-A和TaSus1-7A 1185-C利用率略f低，在40%左右；TaGS5-3A-T、TaCwi-4A Hap-4A-T、TaCKXD1a、TaGS-D1a利用率小于15%，有待提高。雖然千粒重相關(guān)基因的報(bào)道較多，但從小麥生長(zhǎng)過(guò)程分析，育種家會(huì)先對(duì)穗數(shù)和穗粒數(shù)進(jìn)行選擇，千粒重在收獲后才能有效選擇。育種需要綜合考慮產(chǎn)量三要素，因此加強(qiáng)對(duì)穗數(shù)和穗粒數(shù)的遺傳解析，才能利用分子標(biāo)記對(duì)畝穗數(shù)、穗粒數(shù)和千粒重同步選擇，更好地滿(mǎn)足育種的需求。畝穗數(shù)和穗粒數(shù)基因調(diào)控復(fù)雜，研究進(jìn)展緩慢。本研究?jī)H檢測(cè)了TaMoc-A1、TEF-7A2 個(gè)與穗粒數(shù)相關(guān)的標(biāo)記，其優(yōu)異等位基因Hap-H和Hap-7A-3利用率均較低。

小麥品質(zhì)相關(guān)基因研究開(kāi)始較早，主要圍繞面粉白度、籽粒硬度和麥谷蛋白等開(kāi)展。本研究中，除硬度基因和黃色素位點(diǎn)Psy-D1優(yōu)異等位基因占比較高外，TaPds-B1b、Zds-A1a優(yōu)異等位基因利用均較少。此外，脂肪氧化酶（lipoxygenase，LOX）活性與種子耐儲(chǔ)藏性有關(guān)，低LOX 活性可有效減輕籽粒的氧化變質(zhì)，從而延長(zhǎng)其儲(chǔ)藏期［29］。PPO 活性與抗穗發(fā)芽有關(guān)，PPO活性和Ppo-A1相對(duì)表達(dá)量均與發(fā)芽指數(shù)呈顯著正相關(guān)［30］。隨著人民生活水平的提高，對(duì)優(yōu)質(zhì)小麥提出了不同的要求。小麥黃色素中的葉黃素和玉米黃質(zhì)具有保護(hù)視力、抗氧化等保健功效［31］，因此利用分子標(biāo)記輔助選育高黃色素小麥有市場(chǎng)應(yīng)用前景。高分子量谷蛋白亞基是影響面包加工品質(zhì)的關(guān)鍵因素，由Glu-A1、Glu-B1和Glu-D13個(gè)位點(diǎn)控制，本研究成功檢測(cè)了Glu-A1和Glu-D12 個(gè)位點(diǎn)，而Glu-B1最復(fù)雜，有超過(guò)20 種等位基因且序列相似性較高［32］，導(dǎo)致分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)困難，在分子育種中缺乏準(zhǔn)確、實(shí)用的KASP 標(biāo)記。低分子量谷蛋白亞基等位基因更多，也存在基因序列間相似性高、標(biāo)記開(kāi)發(fā)困難的問(wèn)題，需要進(jìn)一步研究。

倒伏、病害、干旱等因素都會(huì)導(dǎo)致小麥減產(chǎn)，保障高產(chǎn)的前提是提高小麥抗性。本研究中與抗病相關(guān)的優(yōu)異等位基因的占比均較低，反映出已知基因在育種中利用不足，有必要加強(qiáng)對(duì)抗病基因Lr46+、Lr68+、Sbwm1-A、Pm21+、Pch1+、Lr34+、Yr15+、Fhb1+的利用。與抗旱相關(guān)的2 個(gè)標(biāo)記優(yōu)異等位基因占比較高，可能是因其與產(chǎn)量相關(guān)聯(lián)而被間接選擇。COMT-3B是為數(shù)不多與抗倒相關(guān)的功能基因，高莖稈木質(zhì)素含量?jī)?yōu)異等位基因COMT3Ba有利于提高小麥抗倒伏性［33］。雖然單個(gè)基因的作用有限，但是隨著更多相關(guān)基因功能標(biāo)記的開(kāi)發(fā)，分子標(biāo)記輔助選擇將在小麥抗倒育種中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。本研究共檢測(cè)了3 個(gè)與抗穗發(fā)芽相關(guān)位點(diǎn)，Vp1B1和TaSdr-B1抗穗發(fā)芽Vp-1Bc和Sdr-B1a優(yōu)異等位基因占比均較低；TaPHS1位點(diǎn)檢測(cè)了2 個(gè)標(biāo)記，一個(gè)標(biāo)記優(yōu)異等位基因占比較高，而另一個(gè)標(biāo)記占比很低。Liu等［34］最新研究發(fā)現(xiàn)TaPHS1共有4 個(gè)單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP），綜合4個(gè)SNP才能獲得抗性最好的等位基因，即在本研究基礎(chǔ)上，增加另外2 個(gè)SNP 的分子標(biāo)記檢測(cè)才能對(duì)TaPHS1進(jìn)行更有效的輔助選擇。

開(kāi)花相關(guān)的光周期和春化基因決定了小麥品種（系）的生態(tài)適應(yīng)性，因此在一定生態(tài)區(qū)域內(nèi)大部分品種（系）的等位基因是一致的，只有個(gè)別位點(diǎn)存在差異。本研究中存在差異的位點(diǎn)為Ppd-B1和Vrn-D1a，僅少數(shù)品系為Ppd-B1 RTIndel Truncated copy和Vrn-D1a。而與早花相關(guān)的基因多為微效基因，對(duì)開(kāi)花期有一定的調(diào)節(jié)作用，是相同生態(tài)區(qū)早熟類(lèi)型的關(guān)鍵基因。本研究中除TaELF3-B1外，其他早花等位基因的比例均超過(guò)了85%，在早熟育種方面，可考慮利用優(yōu)異等位基因TaELF3-B1 Wild type。

3.2 對(duì)區(qū)試品系進(jìn)行分子檢測(cè)的意義

區(qū)試品系代表了區(qū)域內(nèi)的育種水平，通過(guò)對(duì)區(qū)試品系的研究分析可以了解該區(qū)域的育種進(jìn)展。濟(jì)麥22 是山東省小麥區(qū)試高產(chǎn)組對(duì)照品種，分子檢測(cè)表明濟(jì)麥22 是非1B/1R 易位系，矮稈基因是Rht-D1b，含有與產(chǎn)量相關(guān)的優(yōu)異等位基因：TaCwi-A1a、TaCwi-4A Hap-4A-C、TaGW2-6B Hap-1、TaSus1-7A 1185-C、TaSus1-7B Hap-T、TaGASR7-A1 H1c；與品質(zhì)相關(guān)的優(yōu)異等位基因：Glu-A3g、Psy-D1a、Pinb-D1b、Pinb-B2b；與抗性相關(guān)的優(yōu)異等位基因：Lr14+、1fehw3 RioBlanceo type、Dreb-B1a、TaPHS1 RioBlanceo type；與開(kāi)花相關(guān)的優(yōu)異等位基因：PRR-A1 Hap-I、PRR-B1 Hap-II、TaFT3-B1 G Allele、TaMOT1-D1 Wild-type；光周期和春化基因均為優(yōu)勢(shì)基因型（優(yōu)異等位基因）。在高產(chǎn)組中超過(guò)80%的品系與濟(jì)麥22 具有相似的等位基因組成，而差異主要在于TaGW2-6A、TaSus1-7A、Glu-A1、Glu-D1、Lox-B1、Lr14、Vp1B17 個(gè)基因。這7 個(gè)基因的優(yōu)異等位變異占比不足50%，有必要在高產(chǎn)育種中提高利用率。濟(jì)南17 是山東省小麥區(qū)試強(qiáng)筋組對(duì)照品種，除與濟(jì)麥22 的絕大部分優(yōu)異等位基因相同外，還含有TaGW2-6A Hap-A、TEF-7A Hap-7A-3、GluA1 Ax1/Ax2*、Pds-B1b、Lox-B1a、Lr46+優(yōu)異等位基因。在強(qiáng)筋組中大部分基因的等位基因分布與高產(chǎn)組相同，區(qū)別在于強(qiáng)筋組均不攜帶1B/1R 易位系，TaGW2-6A、Glu-A1、Glu-D1、Lox-B1、Vp1B1的優(yōu)異等位基因占比達(dá)到75%以上，表明這些基因在優(yōu)質(zhì)育種中已被育種家選擇；而TaGS5、TEF-7A、Glu-A3g、Pds-B1、PRR-A1、PRR-B1、Lr46優(yōu)異等位基因占比在50%左右，在品質(zhì)育種中需要加強(qiáng)選擇。雖然只有少部分參試品系能通過(guò)審定成為品種，但明確參試品系重要性狀功能基因的組成對(duì)未審定品系的改良和審定品種的育種利用均有重要意義。明確區(qū)試品系已知基因的等位基因，不僅可以指導(dǎo)實(shí)踐，用于親本組配，還可以在后代選擇過(guò)程中按照基因互補(bǔ)原則取長(zhǎng)補(bǔ)短，將更多的優(yōu)異等位基因聚合在一起，從而提高育種效率。

3.3 KASP標(biāo)記應(yīng)用

KASP 標(biāo)記與需要通過(guò)凝膠電泳檢測(cè)的分子標(biāo)記相比，具有快速、簡(jiǎn)便、高通量等優(yōu)勢(shì)［11］，目前已得到廣泛使用。但已開(kāi)發(fā)的部分KASP 標(biāo)記可能存在問(wèn)題，在進(jìn)行基因分型時(shí)需要謹(jǐn)慎。如張維軍等［35］對(duì)粒重相關(guān)的4 個(gè)KASP 標(biāo)記進(jìn)行了檢測(cè)，其中TaGW2-6B的分型圖中Hap-1等位基因與雜合基因型分群界限不明顯，容易產(chǎn)生誤判；TaGASR的分型圖僅有H1c等位基因和雜合基因型，從品種品系多為純合考慮，雜合基因型是否應(yīng)為另一種等位基因需要進(jìn)一步驗(yàn)證。本研究選用的KASP 標(biāo)記先通過(guò)23 個(gè)DNA 樣品測(cè)試，篩選分型效果好的標(biāo)記再進(jìn)行全部樣品檢測(cè)，但仍有部分標(biāo)記存在數(shù)據(jù)點(diǎn)分散，雜合基因型較多和擴(kuò)增失敗的問(wèn)題。除受DNA 質(zhì)量和濃度影響外，主要原因可能是引物結(jié)合位點(diǎn)特異性不足，導(dǎo)致非特異擴(kuò)增，從而影響分型效果。從多效抗病基因KASP 標(biāo)記改良［13］的結(jié)果來(lái)看，可以通過(guò)重新設(shè)計(jì)引物來(lái)改良已開(kāi)發(fā)標(biāo)記，從而達(dá)到更好的分型效果。

4 結(jié)論

本研究對(duì)126份山東省小麥區(qū)試品系進(jìn)行了64個(gè)KASP 標(biāo)記的檢測(cè)，結(jié)果表明與株高相關(guān)的Rht-D1，與千粒重相關(guān)的TaCwi-A1-1、TaGW2-6B、TaSus1-7B、TaGASR7-A1，與低分子量谷蛋白相關(guān)的Glu-A3g，與黃色素相關(guān)的Psy-D1，與硬度相關(guān)的Pinb-D1、Pinb2-V，與抗旱相關(guān)的1-feh-w3、TaDreb-B1，與抗穗發(fā)芽相關(guān)的PHS1-prom-222，與光周期相關(guān)的Ppd-A1、Ppd-B1、Ppd-D1，與春化相關(guān)的Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1，和與早花相關(guān)的TaFT3-B1、TaMOT1-D1、PRR-A1、PRR-B1優(yōu)異等位基因利用率較高，其他基因的利用率較低，特別是與千粒重相關(guān)的TaGS-D1，與小穗數(shù)相關(guān)的TaMoc-7A，與抗赤霉病相關(guān)的Fhb1，與抗病相關(guān)的Lr34、Pch1、Yr15，與抗穗發(fā)芽相關(guān)的TaSdr-B1優(yōu)異等位基因未檢測(cè)到。