小麦粒重相关分子标记Xgwm46等位变异的鉴定与评价

刘永伟，周 硕，王雪征，孙果忠，董福双，柴建芳，李春杰，赵 和，王海波

(1.河北省农林科学院遗传生理研究所/河北省植物转基因中心，河北石家庄 050051；2.河北省农林科学院旱作农业研究所，河北衡水 053000； 3.河北省种子管理总站，河北石家庄 050031)

小麦粒重相关分子标记Xgwm46等位变异的鉴定与评价

刘永伟1，周 硕1，王雪征2，孙果忠1，董福双1，柴建芳1，李春杰3，赵 和1，王海波1

(1.河北省农林科学院遗传生理研究所/河北省植物转基因中心，河北石家庄 050051；2.河北省农林科学院旱作农业研究所，河北衡水 053000； 3.河北省种子管理总站，河北石家庄 050031)

为评价粒重相关SSR标记Xgwm46在小麦分子育种工作中的应用效果，以442份黄淮麦区小麦品种(系)为材料，鉴定了Xgwm46标记等位变异类型及其分布频率，分析了Xgwm46标记等位变异类型与千粒重、粒长、粒宽和籽粒面积的关联性，并进一步探讨了各种等位变异的育种价值。结果表明，Xgwm46标记可以检测出A、B、C三种类型的等位变异，分布频率分别为31.90%、55.20%和12.90%。关联分析表明，B类型与C类型材料的千粒重(P<0.001)、粒长(P<0.05)、粒宽(P<0.001)和籽粒面积(P<0.001)等粒重性状的差异都达到显著水平，而且B类型与粒重性状均呈显著正相关，C类型与粒重性状均呈显著负相关。B类型比C类型的材料平均粒长长0.16 mm，粒宽宽0.10 mm，籽粒面积大0.81 mm2，千粒重重1.98 g，其等位变异效应较突出。总之，Xgwm46标记适合用于小麦粒重农艺性状的鉴定与筛选，其中，B类型是粒重性状优异的等位变异，可应用于小麦分子标记辅助选择育种。

小麦；粒重；Xgwm46标记；等位变异；应用价值

随着人口的增加和种植面积的减少，提高产量仍将是我国小麦育种的首要目标。小麦的产量由单位面积的总穗数、穗粒数和千粒重三要素构成，受环境因素影响较大，相比较而言，三者之中，千粒重的广义遗传力更高、遗传特性更稳定且受群体的影响较小[1]。小麦高产遗传的研究表明，我国小麦品种单产水平的不断提高主要依赖于千粒重的增加。张学勇等[2]对我国1 800多个小麦品种的研究发现，20世纪40年代地方品种的平均千粒重为31.5 g，而进入21世纪初的育成品种的平均千粒重为44.64 g，每10年千粒重平均提高2.19 g。郑天存等[3]对河南省从1981年到2008年之间的18个主推品种进行产量相关性状的潜力试验表明，产量的平均年遗传增益为0.60%，对产量水平提高贡献率最大的是千粒重。由此可见，在小麦遗传改良中注重对千粒重的选择是提高产量的重要策略。

小麦粒重高低的主要决定因子是籽粒大小[4]，籽粒大小又是由粒长、粒宽、籽粒面积等要素构成[5]，这些粒重构成要素同时也是小麦品质检测的重要指标[6]。因此，对粒重及其构成要素进行遗传解析对小麦产量的提高和品质改良都具有重要意义。国内外学者利用不同的作图群体、在不同的遗传背景下已经进行了大量的与小麦粒重性状相关的QTL定位研究[7-17]，已报道的分子标记遍布21条染色体，但多数QTL对粒重性状的表型贡献率较低(<20%)。其中，Huang等[7]以德国小麦品种Prinz和CIMMYT品系W-7984构建的BC2F2群体为试验材料，在4个环境条件下对千粒重等5个产量相关的农艺性状进行了分析，共发现8个与千粒重相关的QTL，其中，在7B染色体上发现QTL富集区(QTgw.ipk-7B.1-QTgw.ipk-7B.2)，LOD值达到3.6～4.7，可解释20.6%～25.9%的表型变异。上述结论为小麦粒重及其构成要素的研究提供了重要的理论依据，但这些分子标记在育种工作中的功能分析还鲜有报道。

鉴于此，本研究以442份黄淮麦区小麦品种(系)为试验材料，对2个环境下的千粒重、粒长、粒宽和籽粒面积进行了测定，同时，选择与Huang等[7]鉴定的 QTgw.ipk-7B.1紧密连锁的SSR标记Xgwm46，解析其等位变异类型及分布频率，评价各等位变异类型与千粒重、粒长、粒宽和籽粒面积的相关性，并进一步探讨了Xgwm46在育种实践中的实用性，为小麦分子标记辅助选择提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

442份供试材料主要来源于我国黄淮冬麦区的河北、河南、山东、山西等省份。其中，包含审定品种112份、自育品系110份(其中有45份参加区试材料)及其他参加各级区域试验品系220份。

供试材料于2013年10月至2015年6月连续2个生长季种植于河北省农林科学院遗传生理研究所院部试验地(石家庄，38°05′N，114°44′E)。试验材料顺序排列，双行区人工点播，行长2 m，行距25 cm，株距3 cm。田间管理方法同常规标准试验田。

1.2 小麦粒重性状的测定

供试小麦材料成熟后及时收获晾干并脱粒。每个材料随机取500粒种子称重，每个材料2次重复，换算为该材料的千粒重。粒长、粒宽和籽粒面积的测量参考张建祖等[18]的图像扫描法。每个材料随机取200粒种子，经数粒板置于扫描仪面板上，使其有明显间隔，加标尺作为测距标准，形成图像文件。利用生物图像分析软件(Aon-Studio 2010)细胞分析模块测定籽粒性状数据。

1.3 分子标记检测

采用改良的CTAB法[19]提取基因组DNA，每份材料提取3份，以3份DNA的检测结果确定材料等位变异类型。Xgwm46分子标记引物序列来自GrainGenes 2.0(http://wheat.pw.usda.gov/)，正向引物：5′-GCACGTGAATGGAT TGGAC-3′，反向引物：5′-TGACCCAATAGTG GTGGTCA-3′，由Invitrogen公司合成。PCR扩增体系为10×PCR buffer 2 μL、200 μmol·L-1dNTPs、每条引物10 pmol·L-1、1 UTaqDNA 聚合酶、40～60 ng模板DNA，用ddH2O补充至20 μL。反应程序：95 ℃预变性3 min；95 ℃变性30 s，60 ℃退火30 s，72 ℃延伸45 s，35个循环；72 ℃ 延伸10 min。在Eppendorf公司的Mastercycler Gradient梯度PCR仪上进行扩增，扩增产物用8%的聚丙烯酰胺凝胶电泳进行检测，然后经银染、显影、成像拍照，统计扩增结果。

1.4 数据统计分析

数据统计分析使用Excel和SPSS 19.0软件。千粒重、粒长、粒宽和籽粒面积取两年平均值。对不同等位变异的表型数据进行单因素方差分析(One-Way ANOVA)。利用Pearson相关分析模型[20]评估Xgwm46标记每个等位变异与粒重表型性状的相关性。

2 结果与分析

2.1 供试小麦品种资源粒重表型性状的变异分析

对本试验测定的4个粒重表型性状(千粒重、粒长、粒宽和籽粒面积)分析(表1)可见，442份供试材料的千粒重范围为34.66～65.93 g，粒长为5.37～7.69 mm，粒宽为2.76～4.05 mm，籽粒面积为12.92～23.65 mm2。其中，千粒重的变异系数最大，达到10.64%，其次为籽粒面积，为9.04%，籽粒长度的为6.51%，变异系数最小的是籽粒宽度，为4.83%。说明供试材料间粒重性状差异较大，具有较丰富的遗传多样性，适宜用作遗传研究。

表1 442个供试小麦材料粒重表型性状的变异分析Table 1 Variation analysis of kernel weight phenotypic traits in 442 tested wheat varieties

2.2 Xgwm46标记等位变异类型及分布频率

利用SSR标记Xgwm46对442份供试材料进行分子检测，结果(图1、表2、表3)表明，Xgwm46标记可扩增出A、B、C三种类型的片段，有141份材料能够扩增出A型片段，占总材料的31.90%；有244份材料能够扩增出B型片段，占总材料的55.20%；有57份材料能够扩增出C型片段，占总材料的12.90%。不同类型品种(系)中各等位变异类型的分布频率有所不同，在112份审定品种中，A等位变异类型分布频率为46.43%，B等位变异类型分布频率为30.36%，C等位变异类型分布频率为23.21%；在110份自育品系中，A等位变异类型分布频率为29.09%，B等位变异类型分布频率为62.73%，C等位变异类型分布频率为8.18%；在220份参加区试品系中，A等位变异类型分布频率为25.91%，B等位变异类型分布频率为64.09%，C等位变异类型分布频率为10.00%。

2.3 Xgwm46标记等位变异类型与粒重表型性状的关联分析

对Xgwm46标记扩增出的3种等位变异类型的千粒重、粒长、粒宽和籽粒面积进行比较分析，结果(表4)发现，B类型的材料与C类型的材料在千粒重、粒宽和籽粒面积性状上差异都达到极显著水平(P<0.001)，粒长的差异达到显著水平(P<0.05)。而A与C类型的材料之间除了在千粒重上有显著差异外(P<0.05)，其他籽粒性状均无显著差异。

表2 供试小麦材料的等位变异类型Table 2 Allelic variations of wheat varieties

(续表2 Continued table 2)

品种Variety等位类型Allelictype品种Variety等位类型Allelictype品种Variety等位类型Allelictype金禾12-434Jinhe12-434A轮选987Lunxuan987B临优2069Linyou2069A金禾13-294Jinhe13-294A轮选805Lunxuan805A天糯1398Tiannuo1398BA5-69-1-5-4B轮选905Lunxuan905B藁优9828Gaoyou9828BB4-1-13-5B轮选927Lunxuan927B邯10-5223Han10-5223B8901BC5S2-4-13-1B轮选926Lunxuan926B锦麦15Jinmai15B8901BC5S2-8-2-1-1B陕优225Shaanyou225C石10-4332Shi10-4332B8901BC5S3-1-3-2B小偃81Xiaoyan81C冀师1106Jishi1106C8901BC5S3-1-3-6A天禾10号Tianhe10C中麦175Zhongmai175A8901BC5S3-3-1-2B众信麦2号Zhongxinmai2A冀麦536Jimai536B8901BC5S4-1-2-3-8B阳谷7268Yanggu7268BD9433B8901BC5S4-1-3-2B育丰15Yufeng15B衡09观548Heng09guan548A陕优225BC4S3-2-3-3Shaanyou225BC4S3-2-3-3B万丰鉴34Wanfengjian34B石10-4336Shi10-4336B陕优225BC4S3-5-2-1Shaanyou225BC4S3-5-2-1C丰优68Fengyou68A藁优5142Gaoyou5142A苏麦3号Sumai3B08CA307B冀师1107Jishi1107AR93127B石农086Shinong086B邯08-4155Han08-4155B02H17-1-3-9ASH299B石栾1101Shiluan1101ACP20-39-11-1B东抗1号Dongkang1BB09-6080ACp93-8-11-2C节优11Jieyou11A师栾02-1Shiluan02-1CCp93-17-33-2-1-1C廊研115Langyan115BGY601BCP20-30-1-4-1B众信6011Zhongxin6011B天华588Tianhua588B连76005Lian76005B农大399Nongda399C利福01Lifu01B豫麦34Yumai34B天禾09H123Tianhe09H123A衡09-4061Heng09-4061B周麦17Zhoumai17C杨姜4号Yangjiang4A沧麦2010-59Cangmai2010-59C周麦24Zhoumai24B新麦8号Xinmai8B泊麦1号Bomai1B周麦25Zhoumai25ADH155B锦麦16Jinmai16B周8425BZhou8425BBRS804C鹿石肖2011Lushixiao2011B周麦18Zhoumai18B兰德1399Lande1399B石10-4393Shi10-4393B周麦26Zhoumai26A大粒10-1Dali10-1B衡辐1146Hengfu1146B周麦27Zhoumai27A大粒13-2Dali13-2A石新746Shixin746A周麦28Zhoumai28B大粒13-3Dali13-3BGY1039B周麦30Zhoumai30C大粒110-4Dali110-4B冀麦516Jimai516B周麦32Zhoumai32B大粒178-1Dali178-1C众信5168Zhongxin5168B漯08T09Luo08T09A大粒178-2Dali178-2B邯农7912Hannong7912A漯08T17Luo08T17A大粒201-1Dali201-1A09F6-453A漯08T26Luo08T26A大粒312-1Dali312-1A嘉科998Jiake998B漯6099Luo6099C大粒313Dali313B赵麦1182Zhaomai1182B漯6078Luo6078A大粒148-2Dali148-2A10鉴4910jian49B漯6135Luo6135A大粒129Dali129BD9418B百农03-4066Bainong03-4066A大粒188-1Dali188-1C中试麦1号Zhongshimai1B百农AK58BainongAK58A大粒196-3Dali196-3A衡杂155Hengza155B百农4330Bainong4330B大粒103Dali103B邢麦13号Xingmai13A百农898Bainong898B大粒302Dali302A中麦863Zhongmai863B百农073110Bainong073110B大粒235-1Dali235-1A良星109Liangxing109C锦科002Jinke002A大粒235-3Dali235-3A河农5274Henong5274B锦科004Jinke004A大粒183Dali183A邯09-41344Han09-41344B锦科018Jinke018A大粒403-1Dali403-1A东麦一号Dongmai1B沙农7069Shanong7069B大粒405-1Dali405-1A科茂724Kemao724B济麦19Jimai19B大粒405-2Dali405-2A衡1132Heng1132A济南16号Jinan16A大粒421-2Dali421-2B石09-7015Shi09-7015B山农2618Shannong2618B大粒424Dali424B藁丰4087Gaofeng4087B山农1455Shannong1455A大粒427Dali427B衡09-6084Heng09-6084C良星66Liangxing66B大粒437-18Dali437-18C藁麦1622Gaomai1622C济宁18Jining18BF5-11-1A惠农一号Huinong1B山农02-48Shannong02-48BF5-11-2A中种麦16Zhongzhongmai16B山农14号Shannong14B大粒151早Dali151zaoA中沃麦1号Zhongwomai1C济037042Ji037042B大粒103Dali103A河农222Henong222B

(续表2 Continued table 2)

品种Variety等位类型Allelictype品种Variety等位类型Allelictype品种Variety等位类型Allelictype烟农19号Yannong19B大粒60Dali60B邯5834Han5834A泰农18Tainong18B大粒74NDali74NA金麦6188Jinmai6188A邯4589Han4589A大粒75NDali75NB轮选1122Lunxuan1122B邯3475Han3475A大粒39矮Dali39aiA金麦6289Jinmai6289A邯5316Han5316A大粒4-2Dali4-2B邯农1412Hannong1412B邯6172Han6172A大粒4-3Dali4-3BH103-004B邯02-6018Han02-6018A大粒7-10Dali7-10B万丰829Wanfeng829B邯06-5170Han06-5170B大粒7-15Dali7-15A曲麦26号Qumai26B邯6228Han6228C大粒8-23Dali8-23B科农2011Kenong2011A邯8062Han8062BE42-03-5-3-1-2A衡1137Heng1137B邯05-4860Han05-4860AE42-03-6-3-1-1A泰农2987Tainong2987B邯农233Hannong233BI31-03-1-7-8-1ALS4223B邯农351Hannong351AI31-03-3-1-3-2B泰山4241Taishan4241C邯03-5054Han03-5054A京冬8号BC4S2-4-1-1Jingdong8BC4S2-4-1-1C衡09观76Heng09guan76B衡04-4358Heng04-4358A京冬8号BC4S2-4-1-11Jingdong8BC4S2-4-1-11B新麦0208Xinmai0208A衡05-4444Heng05-4444A京冬8号BC4S2-4-11-1Jingdong8BC4S2-4-11-1B河农5290Henong5290B衡观35Hengguan35B京冬8号BC4S2-4-6-1Jingdong8BC4S2-4-6-1B济麦22Jimai22C衡4338Heng4338C京冬8号BC4S2-4-16-1Jingdong8BC4S2-4-16-1B邯05-5092Han05-5092A衡4399Heng4399A京冬8号BC4S2-5-1-2Jingdong8BC4S2-5-1-2B石B07-4056ShiB07-4056B衡7228Heng7228B农大3197BC3S2-1-2-4Nongda3197BC3S2-1-2-4B衡4568Heng4568B衡观115Hengguan115A农大3197BC3S2-1-2-7Nongda3197BC3S2-1-2-7BLS6045B衡选5号Hengxuan5A农大3197BC3S2-1-3-2Nongda3197BC3S2-1-3-2B烟09135Yan09135C衡0628Heng0628C农大3197BC3S2-1-7-2Nongda3197BC3S2-1-7-2B良星99Liangxing99A衡216Heng216A新麦9号BC5S2-16-7-9Xinmai9BC5S2-16-7-9B石麦15Shimai15A衡5011Heng5011B中麦9号Zhongmai9B烟99102Yan99102B衡5317Heng5317B中麦9号BC4S2-3-7-1Zhongmai9BC4S2-3-7-1B鑫麦296Xinmai296B衡5362Heng5362B石B08-5341ShiB08-5341B烟农15Yannong15C衡5223Heng5223B汶航6号Wenhang6B烟农24Yannong24B衡562Heng562B石4185Shi4185B济麦21Jimai21C邢麦7号Xingmai7A济麦6097Jimai6097B藁8901Gao8901C邢麦6号Xingmai6B衡4422Heng4422B中优9507Zhongyou9507A蕾麦1号Leimai1B山农055849Shannong055849B农大3197Nongda3197A邢B-357XingB-357A泰农8681Tainong8681B京冬8号Jingdong8C邢麦10号Xingmai10B中麦349Zhongmai349A鲁麦16Lumai16A石家庄8号Shijiazhuang8B衡5364Heng5364B鲁麦21Lumai21B石02Z222Shi02Z222B山农22号Shannong22C济南17Jinan17C石优17Shiyou17B枣9919Zao9919C豫麦47Yumai47B石02B5289Shi02B5289B邢麦9号Xingmai9B豫麦49Yumai49B石06-5144Shi06-5144B邯05-5093Han05-5093B温麦8号Wenmai8A石麦19Shimai19B衡07-5114Heng07-5114B淮麦18Huaimai18B石麦18Shimai18A冀麦585Jimai585C科农2009Kenong2009A石04-5012Shi04-5012A石麦22号Shimai22C小偃54Xiaoyan54A石06U-4532Shi06U-4532B邯早1号Hanzao1B冀5265Ji5265A石06-7394Shi06-7394B轮选5191Lunxuan5191B齐麦2号Qimai2A石新828Shixin828A石08-4741Shi08-4741BSH4300A石新836Shixin836C石H083-366ShiH083-366C中植1号Zhongzhi1A石新616Shixin616A藁优5766Gaoyou5766B石新833Shixin833C衡6421Heng6421A

表3 Xgwm46等位变异类型的分布频率Table 3 Frequencies of Xgwm46 allelic variations

1：金丰4130；2：金禾9123；3：豫麦34；4：百农4330；5：周麦24；6：济南16；7：济麦19；8：山农2618；9：良星66；10：天禾10号；11：邯农233；12：邯3475；13：邢麦6号；14：大粒110-4；15：大粒103；16：衡0628；17：烟农19号；18：冀麦185；19：金丰5032；20：石麦19。

1:Jinfeng 4130; 2:Jinhe 9123; 3:Yumai 34; 4:Bainong 4330; 5:Zhoumai 24; 6:Jinan 16; 7:Jimai 19; 8:Shannong 2618; 9:Liangxing 66; 10:Tianhe 10; 11:Hannong 233; 12:Han 3475; 13:Xingmai 6; 14:Dali 110-4; 15:Dali 103; 16:Heng 0628; 17:Yannong 19; 18:Jimai 185; 19:Jinfeng 5032; 20:Shimai 19.

图1 用标记Xgwm46扩增出的PCR片段类型

不同大写和小写字母分别表示在0.001和0.05水平下差异显著(LSD方法)。

Different capital and lowercase letters are significantly different atP<0.001 andP<0.05,respectively (LSD method).

进一步对Xgwm46标记扩增出的3种等位变异类型与千粒重、粒长、粒宽和籽粒面积进行相关性分析，结果(表5)发现，A类型与千粒重、粒长、粒宽和籽粒面积均呈负相关，且相关都不显著；B类型与千粒重呈极显著正相关，与粒长、粒宽和籽粒面积均呈显著正相关；C类型与千粒重呈极显著负相关，与粒长、粒宽和籽粒面积均呈显著负相关。

综合上述对Xgwm46标记的3种等位变异类型与千粒重、粒长、粒宽及籽粒面积的关联分析，B和C类型与千粒重、粒长、粒宽和籽粒面积等粒重性状具有极显著/显著的相关性。对这两种等位变异类型的材料进一步比较发现，B类型比C类型的材料平均粒长高0.16 mm，粒宽高0.10 mm，籽粒面积高0.81 mm2，千粒重高1.98 g。在粒重及其构成要素中，增幅顺序依次为籽粒面积(4.93%)>千粒重(4.45%)>粒宽(3.07%)>粒长(2.57%)。以上结果表明，B类型对应更高的籽粒表型性状，对粒重及其构成要素是优异的等位变异；而C类型的材料具有较低的籽粒表型性状，是粒重性状的不良等位变异。

表5 Xgwm46等位变异类型与粒重表型性状的相关系数Table 5 Correlation coefficients between Xgwm46 allelic variations and phenotypic traits of kernel weight

*和**表示在0.05和0.01水平上显著相关。

* and ** indicate significant correlation at 0.05 and 0.01 levels,respectively.

3 讨 论

尽管目前粒重已成为小麦产量性状遗传研究的热点之一，但国内外学者更集中于利用回交群体、DH群体和重组自交系等进行QTL定位研究上，这些QTL分析仅局限于双亲及它们的重组材料中，存在较大的群体局限性。我们只能获知某一位点与粒重相关，并不清楚在种质资源中该位点有多少等位变异，也不清楚哪些等位变异在育种中属于优良等位变异，哪些等位变异属于不良等位变异，从而导致QTL定位应用于育种实际效果并不理想。为了探究Xgwm46标记在我国黄淮麦区的实际育种价值，本研究利用审定品种和区试品系等贴近生产实际的自然群体作为研究对象，获得了更为广泛的遗传基础，此外，考虑到小麦千粒重受气候、生产条件等因素影响，年际间差异较大，我们分析比较了Xgwm46标记不同等位类型在2个环境下千粒重性状上的表型数据，并扩展到粒重其他构成要素，包括粒长、粒宽和籽粒面积等性状的分析，更有利于进行标记不同等位变异类型与性状的关联分析，从而准确评价标记的功能性。

Xgwm46标记已被用于不同小麦群体的遗传变异分析[21-22]，但对于其与粒重性状的相关性分析报道很少，Huang等[7]鉴定其是一个与千粒重主效QTL紧密连锁的SSR标记。本研究用Xgwm46标记扩增出A、B、C三种类型的产物，表明在所用的442份小麦材料中存在3种等位变异类型，通过对供试材料的千粒重、粒长、粒宽和籽粒面积等性状的数据分析，从中表现的规律来看均支持Xgwm46标记的B等位变异类型是提高粒重性状的优异等位变异。供试材料中包含本课题组过去10多年创制的一批大粒种质资源，其中有27份材料含有B等位类型，平均千粒重达到54.56 g，粒长为6.91 mm，粒宽为3.39 mm，籽粒面积为18.86 mm2，粒重表型性状突出，明显高于供试材料平均值。这些材料可能携带着更重要的控制高粒重性状的基因，有待进一步挖掘与解析。

对B和C等位类型的材料进行分析发现，B等位类型在自育品系和参加区试品系中所占的比例分别为62.73%和64.09%，明显高于已审定品种中所占比例(30.36%)；而C等位类型在自育品系和参加区试品系中所占的比例分别为8.18%和10.00%，明显低于已审定品种中所占比例(23.21%)。说明随着小麦单产水平的不断提高，目前增产难度日益加大，粒重选择压力亦呈现高压势态，育种家必须不断提高材料中优异等位变异所占比例或是降低不良等位变异所占比例才能应对这一趋势的变化。此外，据笔者了解，大多数育种单位并没有系统开展分子标记辅助选择的工作，育种家们通过田间农艺性状人为选择，很自然的保留了含有优异等位变异的材料，证明通过对性状表现型的合理选择，可以实现优良基因的聚合。

[1] 庄巧生.中国小麦品种改良及系谱分析[M].北京:中国农业出版社,2003:502.

ZHANG Q S.Chinese Wheat Improvement and Pedigree Analysis [M].Beijing:China Agricultural Publishing Press,2003:502.

[2]WANG L,GE H,HAO C,etal.Identifying loci influencing 1 000-kernel weight in wheat by microsatellite screening for evidence of selection during breeding [J].PloSOne,2012,7(2):e29432.

[3]ZHENG T C,ZHANG X K,YIN G H,etal.Genetic gains in grain yield,net photosynthesis and stomatal conductance achieved in Henan province of China between 1981 and 2008 [J].FieldCropsResearch,2011,122(3):225.

[4]GIURA A,SAULESCU N N.Chromosomal location of genes controlling grain size in a large grained selection of wheat (TriticumaestivumL.) [J].Euphytica,1996,89(1):77.

[5]DHOLAKIA B B,AMMIRAJU J S S,SINGH H,etal.Molecular marker analysis of kernel size and shape in bread wheat [J].PlantBreeding,2003,122(5):392.

[6] 王瑞霞,张秀英,伍 玲,等.不同生态环境下冬小麦籽粒大小相关性状的QTL分析[J].中国农业科学,2009,42(2):398.

WANG R X,ZHANG X Y,WU L,etal.QTL analysis of grain size and related traits in winter wheat under different ecological environments [J].ScientiaAgriculturaSinica,2009,42(2):398.

[8]HUANG X Q,KEMPF H,GANAL M W,etal.Advanced backcross QTL analysis in progenies derived from a cross between a German elite winter wheat variety and a synthetic wheat (TriticumaestivumL.) [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2004,109(5):933.

[9]BRESEGHELLO F,SORRELLS M E.QTL analysis of kernel size and shape in two hexaploid wheat mapping populations [J].FieldCropsResearch,2007,101(2):172.

[10]CUTHBERT J L,SOMERS D J,BRLÉ-BABEL A L,etal.Molecular mapping of quantitative trait loci for yield and yield components in spring wheat (TriticumaestivumL.) [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2008,117(4):595.

[11]HAI L,GUO H,WAGNER C,etal.Genomic regions for yield and yield parameters in Chinese winter wheat (TriticumaestivumL.) genotypes tested under varying environments correspond to QTL in widely different wheat materials [J].PlantScience,2008,175(3):226.

[12]WANG R X,HAI L,ZHANG X Y,etal.QTL mapping for grain filling rate and yield-related traits in RILs of the Chinese winter wheat population Heshangmai×Yu8679 [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2009,118(2):313.

[13]RAMYA P,CHAUBAL A,KULKARNI K,etal.QTL mapping of 1000-kernel weight,kernel length,and kernel width in bread wheat (TriticumaestivumL.) [J].JournalofAppliedGenetics,2010,51(4):421.

[14]REIF J C,GOWDA M,MAURER H P,etal.Association mapping for quality traits in soft winter wheat [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2011,122(5):961.

[15]WILLIAMS K,SORRELLS M E.Three-dimensional seed size and shape QTL in hexaploid wheat (L.) populations [J].CropScience,2014,54(1):98.

[16]ZANKE C D,LING J,PLIESKE J,etal.Analysis of main effect QTL for thousand grain weight in European winter wheat (TriticumaestivumL.) by genome-wide association mapping [J].FrontiersinPlantScience,2015,6(644):644.

[17]HUANG Y,KONG Z,WU X,etal.Characterization of three wheat grain weight QTLs that differentially affect kernel dimensions [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2015,128(12):2437.

[18] 张祖建,郎有忠,潘美红,等.粳稻小粒穗的症状及其籽粒性状的变化特征[J].中国农业科学,2006,39(8):1536.

ZHANG Z J,LANG Y Z,PAN M H,etal.Symptomatic of the shrunk-grain panicle and the change characteristics in its grain [J].ScientiaAgriculturaSinica,2006,39(8):1536.

[19]GALE K R,MA W,ZHANG W,etal.Simple high-throughput DNA markers for genotyping in wheat [C].10th Australian Wheat Breeding Assembly Proceedings,2001:26-31.

[20] 张海萍,常 成,游光霞,等.中国小麦微核心种质及地方品种籽粒休眠特性的分子标记鉴定[J].作物学报,2010,36(10):1649.

ZHANG H P,CHANG C,YOU G X,etal.Identification of molecular markers associated with seed dormancy in micro-core collections of Chinese wheat and landraces [J].ActaAgronomicaSinica,2010,36(10):1649.

[21]SALEM K F M,El-ZANATY A M,ESMAIL R M.Assessing wheat (TriticumaestivumL.) genetic diversity using morphological characters and microsatellite markers[J].WorldJournalofAgriculturalSciences,2008,4(5):538.

[22]HAO C Y,ZHANG X Y,WANG L F,etal.Genetic diversity and core collection evaluations in common wheat germplasm from the Northwestern Spring Wheat Region in China[J].MolecularBreeding,2006,17(1):69.

Identification and Evaluation of Molecular Marker Xgwm46 Allelic Variations Associated with Kernel Weight in Wheat

LIU Yongwei1，ZHOU Shuo1，WANG Xuezheng2，SUN Guozhong1，DONG Fushuang1，CHAI Jianfang1，LI Chunjie3，ZHAO He1，WANG Haibo1

(1.Institute of Genetics and Physiology,Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences/Plant Genetic Engineering Center of Hebei Province,Shijiazhuang,Hebei 050051,China; 2.Dryland Farming Institute,Hebei Academy of Agricultural and Forestry Science,Hengshui,Hebei 053000,China; 3.The Seed Management Station of Hebei Province,Shijiazhuang,Hebei 050031,China)

In order to evaluate the application value of SSR marker Xgwm46 associated with kernel weight in breeding,442 wheat varieties (lines) in Yellow-Huai River Valley Winter Wheat Zone were genotyped using Xgwm46 to determine the allelic variation types and frequencies.Furthermore,the correlation analysis between Xgwm46 allelic variations and thousand kernel weight (TKW),kernel length (KL),kernel width (KW) and kernel area (KA) was conducted,and the value of each allelic variation in breeding was discussed.The results showed that a total of three types of allelic variation (A,B and C) can be detected by Xgwm46,and the frequencies were 31.90%,55.20% and 12.90%,respectively.Correlation analysis showed that significant difference was found in TKW (P<0.001),KL (P<0.05),KW (P<0.001) and KA (P<0.001) between B and C allelic variations,and significantly positive correlation was also found between B allelic variation and kernel weight traits,while significantly negative correlation was found between C allelic variation and kernel weight traits.Phenotypic changes of kernel traits showed that KL,KW,KA,and TKW of B allelic variation was 0.16 mm,0.10 mm,0.81 mm2and 1.98 g more than those of C allelic variation,respectively,which indicated the positive effect of B allelic variation was significant.In conclusion,SSR marker Xgwm46 was effective for selecting agronomic characters of kernel weight,in which B allelic variation was superior allele for the kernel weight and its constituent elements.The study provides useful information for marker-assisted selection breeding.

Wheat; Kernel weight; Xgwm46; Allelic variation; Application value

时间：2017-01-03

2016-09-19

2016-10-31

国家重点研发计划项目“主要农作物品质性状形成的分子基础”(2016YFD0100500)；河北省农林科学院科学技术研究与发展计划项目(A2015110102)；北京全式金生物技术有限公司Trans助研梦想基金项目(Trans-RasDF-003)

E-mail：liuywmail@126.com(刘永伟)；zhoushuobio@163.com(周 硕，与第一作者同等贡献)

赵 和(E-mail：hezhao311@163.com)

S512.1；S336

A

1009-1041(2017)01-0007-09

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20170103.1625.004.html