小麥品種周麥22號的分子遺傳基礎(chǔ)及其特異引物篩選

鄒少奎，殷貴鴻，唐建衛(wèi)，韓玉林，李順成， 李楠楠，黃 峰，王麗娜，張 倩，高 艷

(周口市農(nóng)業(yè)科學院/河南省小麥種質(zhì)改良工程技術(shù)研究中心，河南周口 466001)

小麥品種周麥22號的分子遺傳基礎(chǔ)及其特異引物篩選

鄒少奎，殷貴鴻，唐建衛(wèi)，韓玉林，李順成， 李楠楠，黃 峰，王麗娜，張 倩，高 艷

(周口市農(nóng)業(yè)科學院/河南省小麥種質(zhì)改良工程技術(shù)研究中心，河南周口 466001)

國審小麥品種周麥22號具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗和廣適等突出優(yōu)點，是目前全國種植面積居于前列的品種，也是優(yōu)異的育種親本材料。為研究周麥22號的分子遺傳學基礎(chǔ)以及篩選周麥22的特異引物，利用覆蓋小麥全基因組的340個SSR標記對周麥22號及其親本周麥12號、溫麥6號、周麥13號進行SSR標記分析。結(jié)果表明，溫麥6號對周麥22號的遺傳貢獻最大(37.35%)，其次是周麥13號(36.14%)，周麥12號貢獻最小(26.51%)；周麥22號和其3個親本間的遺傳相似系數(shù)的聚類結(jié)果與系譜分析不一致，表明在選育過程中親本遺傳物質(zhì)的傳遞發(fā)生了偏分離；在不同基因組水平上，3個親本對周麥22號的遺傳貢獻率差異較明顯，在A、B、D三個染色體組上對周麥22號的遺傳貢獻各有側(cè)重；從340個SSR標記中篩選出28個周麥22號的特異標記，并通過與周麥22號的姊妹系、相似品種、衍生品種及黃淮麥區(qū)主推的小麥品種相比較，進一步篩選出1個周麥22號的特異引物Xgwm577，建立了一種能夠準確、快速、簡便、穩(wěn)定檢測周麥22號品種真實性的檢測手段，為周麥22號進一步的遺傳改良和推廣應(yīng)用提供了理論參考。

普通小麥；周麥22號；分子遺傳；特異引物

小麥是全世界分布最廣、種植面積和貿(mào)易總量最大的作物。近年來，我國小麥雖連年豐收，但仍處于“緊平衡”狀態(tài)，迫切需要大幅度提高小麥單位面積產(chǎn)量。在小麥增產(chǎn)諸因素中，新品種的貢獻十分突出，約占40%左右。隨著小麥新品種逐年增多，對植物新品種權(quán)的保護也越來越受到重視，因此，建立一種簡便、快捷、有效的鑒定小麥新品種的方法至關(guān)重要。

在過去，育種家通過常規(guī)系譜分析追溯小麥品種的親緣關(guān)系，但這種方法存在準確性差、不能從分子水平解釋遺傳構(gòu)成等問題。隨著科技的發(fā)展，分子標記技術(shù)已廣泛應(yīng)用于小麥骨干親本及其衍生后代的遺傳多樣性分析。簡單重復(fù)序列(Simple sequence repeat，SSR)標記，具有數(shù)量多、位置明確，具有共顯性、多態(tài)性好且穩(wěn)定等特點，在小麥遺傳關(guān)系分析和基因定位領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。前人關(guān)于小麥遺傳構(gòu)成方面的研究很多。陳國躍等[1]研究揭示了繁6及其衍生品種的遺傳規(guī)律；王珊珊等[2]和肖靜等[3]分析了矮孟牛及其衍生后代的遺傳多樣性；李瓊等[4]分析了小偃6號及其衍生品種(系)的遺傳多樣性。但前人的研究多數(shù)是關(guān)于小麥骨干親本與衍生后代或姊妹系之間的遺傳差異，在單一品種與其親本之間遺傳物質(zhì)的傳遞規(guī)律和遺傳差異方面的研究較少。趙春華等[5]研究了科農(nóng)9204重要染色體位點在衍生后代的傳遞規(guī)律，發(fā)現(xiàn)優(yōu)異基因具有較高的傳遞率；鄒少奎等[6]揭示了周麥23號與親本間遺傳物質(zhì)的傳遞規(guī)律；李 俊等[7]發(fā)現(xiàn)川麥104較多地繼承了川麥42的遺傳物質(zhì)，聚合了提高千粒重的QTL位點。

周麥22號由河南省周口市農(nóng)科院以周麥12號/溫麥6號//周麥13號雜交組合選育而成，2007年通過國家農(nóng)作物品種審定，屬半冬性小麥新品種，具有高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗、廣適等優(yōu)點。目前，周麥22號是國內(nèi)第二大和河南省第一大推廣小麥品種，累計推廣面積533萬hm2。周麥22號綜合性狀優(yōu)良，產(chǎn)量潛力巨大[8]，利用其作為親本已育成國審周麥26、國審周麥28、新麥32、鄭麥1860、中育1215和中育1220等20多個小麥新品種，應(yīng)用前景十分廣闊。本研究利用SSR分子標記技術(shù)解析周麥22號21條染色體的分子遺傳結(jié)構(gòu)，旨在探究周麥22號的分子遺傳學基礎(chǔ)，同時篩選出1～2個特異引物，以期建立一種簡便、快捷、有效的鑒定周麥22號品種真實性的檢測手段。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用種子由河南省周口市農(nóng)科院小麥研究所提供，遺傳構(gòu)成分析所用的種子包括周麥22號的標準種子(國家種質(zhì)資源庫植物新品種權(quán)保護種子)及其3個親本周麥12號、溫麥6號和周麥13號的高純度種子。特異引物篩選所用的種子共計41份，具體見表1。

1.2 SSR引物標記來源

選用覆蓋小麥全基因組的340對SSR引物標記，包括Genomic-SSR引物(BARC、CFA、CFD、GDM、WMC系列)和EST-SSR引物(CWM、KSUM、CWEM、SWES和CNL系列)。各引物標記的序列信息通過GrainGenes2.0 (http://wheat.pw.usda.gov/)查閱獲得。

1.3 基因組DNA提取

采用SDS單籽粒DNA提取法提取小麥基因組DNA，每個品種取3粒種子，充分研碎后放入一只2 mL離心管中加入1 mL DNA 提取液(1 mol·L-1Tris-HCl (pH 8.0)、5 mol·L-1NaCl、0.5 mol·L-1EDTA(pH 8.0)、10% SDS )和2 μL β-巰基乙醇；65 ℃下輕搖30～60 min，使其充分混勻；4 ℃下 12 000 r·min-1離心15 min；移上清液至一新的2 mL離心管中，再加等體積的酚/氯仿(1∶1)，輕搖5～10 min；4 ℃下12 000 r·min-1離心15 min；移上清至一新的2 mL離心管中，重復(fù)5～6步驟；移上清至一新的2 mL離心管中，再加等體積的氯仿/異戊醇(24∶1)，輕搖5～10 min；4 ℃下12 000 r·min-1離心15 min；移上清至一新的1.5 mL離心管中，再加0.6倍上清液體積的異丙醇，輕搖混勻，切勿劇烈震蕩，之后置于-20 ℃沉淀1 h以上；4 ℃下12 000 r·min-1離心15 min，移上清液，再加0.5 mL 70%的乙醇，靜置5 min；4 ℃下12 000 r·min-1離心15 min，去70%的乙醇；自然干燥1.5 h以上；加100 μL的雙蒸水，過夜。

1.4 PCR擴增及擴增產(chǎn)物的電泳

PCR反應(yīng)在美國伯樂公司(BIO-RAD)S1000-PCR儀上運行，每管反應(yīng)體系為15 μL，包括2×Taq PCR Mix (0.1 UTaq·μL-1，500μmol·L-1dNTPs each，20 mmol·L-1Tris-HCl，100 mmol·L-1KCl，3 mmol·L-1MgCl2) 7.5 μL，引物(10 μmol·L-1)各1 μL，模板DNA 1.5 μL，超純水4 μL。2×TaqPCR Mix 購于北京匯天東方科技有限公司。SSR擴增程序為94 ℃預(yù)變性5 min；94 ℃變性1 min，50 ℃～60 ℃退火1 min(視具體引物而定)，72 ℃延伸1 min，35個循環(huán)；72 ℃延伸7 min。最后PCR產(chǎn)物置于4 ℃保存。擴增產(chǎn)物采用6%變性聚丙烯酰胺凝膠電泳進行分離，硝酸銀染色并拍照留存，最后統(tǒng)計電泳條帶的類型。根據(jù)電泳結(jié)果，按照在相同遷移率的位置上有帶記為1，無帶記為0的方法，記錄每個樣品的電泳條帶，創(chuàng)建0、1數(shù)據(jù)庫[9-10]。

表1 供試材料及其親本組合

1:周麥22號的標準種子(國家種質(zhì)資源庫植物新品種權(quán)保護種子)；2～6:周麥22號5個姊妹系；7～23:周麥22號的衍生品種； 24～27:田間長相與周麥22號非常相似的新品種；28～41:目前黃淮麥區(qū)主推的小麥品種。

1： Standard seeds of Zhoumai 22(seeds of national germplasm repository of new plant varieties protection); 2-6:Five sib-lines of Zhoumai 22; 7-23:Derived cultivars of Zhoumai 22; 24-27:New varieties look like Zhoumai 22 in the field; 28-41:main wheat varieties in huanghuai region.

1.5 親本對周麥22號的遺傳位點數(shù)統(tǒng)計

親本與子代之間的電泳帶型呈多態(tài)性，若子代在染色體上的某一位點與其一個親本的帶型相同，且與該雜交組合中的其他親本的帶型不同，則認為該子代繼承了這個親本的遺傳位點。統(tǒng)計親本對子代有貢獻的遺傳位點數(shù)，親本對子代的遺傳貢獻率=子代繼承一個親本的位點數(shù)/其來自所有親本的總位點數(shù)[11]。

1.6 基因型圖譜構(gòu)建

根據(jù)Somers等[12]報道的小麥遺傳圖譜中的標記順序，將本研究所用標記按照其在不同染色體上的位置，從短臂至長臂方向排列，利用軟件GGT2.0(http://www.dpw.wau.nl/pv/pub/ggt/)繪制基因型圖譜。各組合中的親本根據(jù)其帶型的異同，在染色體上賦予不同的顏色，而子代根據(jù)其與親本帶型的異同也賦予不同的顏色。

1.7 周麥22號特異引物的篩選

利用篩選出的周麥22號不同于3個親本的引物，先對周麥22號及其姊妹系(1～6號)進行篩選，從中篩選出的引物再對周麥22號衍生的新品種(7～27號)進行篩選，最后再選用黃淮南片麥區(qū)主推品種(28～41)進行檢測驗證。小麥基因組DNA提取、PCR及電泳具體方法同上。

2 結(jié)果與分析

2.1 三個親本對周麥22號的遺傳貢獻率

340個SSR標記中，287個能擴增出清晰的條帶，其中199個在4個供試材料間表現(xiàn)多態(tài)性，多態(tài)性比例達69.3%。周麥22號在83個標記位點可以確定其親本來源，其中，來自親本周麥12號、溫麥6號、周麥13號的位點數(shù)分別為22、31、30個；176個標記來自2個或以上親本，不能確定其親本來源；28個標記位點與3個親本均不相同，為等位變異位點(表2)。在全基因組水平，周麥22號染色體遺傳物質(zhì)中，26.51% 來自周麥12號、37.35% 來自溫麥6號、36.14% 來自周麥13號，而其理論遺傳貢獻率應(yīng)該分別是25%、25%、50%。對參試材料做UPGMA聚類分析，結(jié)果表明，4個品種間遺傳相似系數(shù)在0.44～0.65之間，平均為0.54(圖1)。同時，親本周麥12號、溫麥6號、周麥13號與周麥22號的遺傳距離分別為0.48、0.62、0.47，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，4個品種間親緣關(guān)系不一致，即溫麥6號對周麥22號的遺傳貢獻率最高，但UPGMA聚類結(jié)果品種間遺傳距離表明，溫麥6號與周麥22號之間遺傳關(guān)系較遠。

基因組水平上的遺傳貢獻率計算方法(以基因組A為例)：在A基因組上，子代繼承一個親本的遺傳位點數(shù)與繼承所有親本遺傳位點數(shù)的比值。在不同基因組水平上，分析3個親本對周麥22號的遺傳貢獻率(圖2)可知，在A基因組上，溫麥6號對周麥22號的遺傳貢獻率為54.2%，高于周麥12號(16.7%)和周麥13號(29.1%)；在B基因組上，周麥13號對周麥22號的遺傳貢獻率為46.3%，高于周麥12號(22.0%)和溫麥6號(31.7%)；在D基因組上，周麥12號對周麥22號的遺傳貢獻率為50%，高于溫麥6號(27.8%)和周麥13號(22.2%)。以上結(jié)果說明，3個親本對周麥22號A、B、D基因組的遺傳貢獻各有側(cè)重。

在染色體水平上，3個親本對周麥22號的遺傳貢獻率變化較大(圖2)。3個親本對周麥22號的遺傳貢獻率范圍都在0～100%內(nèi)。周麥12號在4D上，溫麥6號在1A、3A、4A、1D、6D 上，以及周麥13號在4B、6B上對周麥22號的遺傳貢獻率均達到100%。

2.2 周麥22號與其3個親本的基因型圖譜

查閱Somers等[12]和GrainGenes 2.0(http://wheat.pw.usda.gov)上的遺傳圖譜信息，得到部分多態(tài)性引物在染色體上的遺傳距離，然后采用軟件 GGT2.0 繪制出周麥22號及其親本的基因型圖譜(圖 3)，但有 14個引物(包括CWM、KSUM、CWEM、SWES和CNL等系列)沒有查到相關(guān)位點信息，故沒有整合到基因型圖譜上。

表2 周麥22號的28個特異引物

1:周麥12號； 2:溫麥6號；3:周麥13號；4:周麥22號。

1:Zhoumai 12；2:Wenmai 6；3:Zhoumai 13；4:Zhoumai 22.

圖1 3個親本與周麥22號的UPGMA聚類圖

Fig.1 UPGMA cluster tree of the Zhoumai 22 and its parents

圖2 親本對周麥22號在不同染色體及基因組的遺傳貢獻率

(圖續(xù)轉(zhuǎn)下頁 Be continued in next page)

1:周麥12號；2:溫麥6號；3:周麥13號；4:周麥22號。紅色：周麥12區(qū)段；藍色：溫麥6號區(qū)段；紫色：周麥13號區(qū)段；粉紅色：周麥22號特有區(qū)段；綠色：周麥12號、溫麥6號和周麥13號共有區(qū)段；黃色：缺失區(qū)段。

1:Zhoumai 12; 2:Wenmai 6; 3:Zhoumai 13; 4:Zhoumai 22.Red:Zhoumai 12 fragments; Blue:Wenmai 6 fragments; Violet:Zhoumai 13 fragments; Pink:Zhoumai 22 specific fragments; Green:Identical fragments among Zhoumai 12,Wenmai 6 and Zhoumai 13; Yellow:The missing fragments.

圖3 周麥22號與其親本在21條染色體上的SSR基因型圖譜

Fig.3 Genotypic patterns of the samples in the Zhoumai 12/Wenmai 6//Zhoumai 13 cross based on SSR markers

2.3 周麥22號特異引物的篩選結(jié)果

在篩選周麥22號特異引物的研究中，獲得1個穩(wěn)定性較好的引物Xgwm577，能把周麥22號與其姊妹系、相似品種、黃淮麥區(qū)主推品種很好的區(qū)分開(圖4)。圖4中，1號為周麥22號，擴增出4條帶，2～6號為周麥22號的姊妹系，均擴增出3條帶，所以周麥22號與其姊妹系為不同的品種。7～23號材料中，11號和20號是1條帶，8號和19號為2條帶，21號為4條帶，其余各品種的均為3條帶。21號和周麥22號(1號)同為4條帶，但很明顯，周麥22號與21號材料的帶型差異很大，故周麥22號與7～23號材料中各品種均不相同，因此可將周麥22號與其衍生品種區(qū)分開來。24～27號材料是田間農(nóng)藝性狀與周麥22號非常相似的品種，且均擴增出3條帶，故與周麥22號不相同。28～41號為黃淮麥區(qū)的主推品種。28、38、41號擴出1條帶，30、31、33、34、37號擴出2條帶，40號為4條帶，其余各品種均是3條帶。40號與周麥22號的電泳條帶數(shù)目相同，由圖4可以看出，二者有較大差異，故40號與周麥22號屬于不同的小麥品種，因此將周麥22號與各品種區(qū)分開。綜上可知，引物Xgwm577能夠?qū)⒅茺?2號與本試驗參試的其他小麥品種完全區(qū)分開來。由此可以初步判定，這個引物可以作為周麥22號的特異引物，用于檢測小麥品種周麥22號的品種真實性。

M：Marker；1：周麥22號；2～6：周麥22號姊妹系；7～23：周麥22號衍生品種；24～27：田間性狀與周麥22號相似的品種；28～41：黃淮麥區(qū)主推品種。

M:Maker; 1:Zhoumai 22; 2-6:Sister lines of Zhoumai 22; 7-23:Derived varieties of Zhoumai 22; 24-27:Varieties look like Zhoumai 22; 28-41:Main varieties in Huanghuai wheat area.

圖4 SSR標記Xgwm577擴增參試材料的PCR產(chǎn)物在變性聚丙烯酰胺凝膠上的電泳圖

Fig.4 Electrophoresis of PCR products amplified with SSR marker Xgwm577 in polyacrylamide gel

3 討 論

3.1 SSR標記在遺傳構(gòu)成分析中的應(yīng)用

周麥22號的親本組合為周麥12號/溫麥6號//周麥13號，而周麥12號、周麥13號均含有周8425B(A)的血緣，可能因為遺傳了周8425B較多優(yōu)良基因[29]，周麥22號因此成為目前黃淮南片麥區(qū)產(chǎn)量較高、綜合性狀較好、主栽的半冬性小麥品種。周8425B是河南周口市農(nóng)科院通過小黑麥與遺傳背景不同的普通小麥雜交、回交、輻射和階梯雜交改良技術(shù)集優(yōu)利用，創(chuàng)育出的矮稈、大穗、抗病新種質(zhì)，攜帶1個抗條銹病新基因YrZH84和抗葉銹病新基因LrZH84。周8425B是高產(chǎn)抗病的優(yōu)異種質(zhì)，其作為骨干親本，已育成衍生品種(系)100多個，其中矮抗58、鄭麥7698、鄭麥379、新麥23、平安8號、洛麥21、洛麥22、漯麥18、中麥895、西農(nóng)882、農(nóng)大1108、徐麥9074和淮麥0705等國家和省級審定的品種79個，已成為目前黃淮南片麥區(qū)最重要的骨干親本。

Bohn等[30]和Plaschke等[31]認為，在研究普通小麥品種間的遺傳差異方面，SSR標記較RELP和RAPD標記，其多態(tài)性和檢測效率更高。前人在小麥骨干親本及其衍生后代或姊妹系之間的遺傳解析，在很大程度上促進了小麥骨干親本衍生規(guī)律的研究。袁園園等[32]研究了碧螞4號的遺傳構(gòu)成及其特異位點在衍生后代中的傳遞規(guī)律；徐鑫等[33]認為系選品種可以縮短品種選育時間，且與親本的遺傳差異較大，可以獲得優(yōu)異的甚至超親的小麥品種。本研究利用覆蓋小麥全基因組的340個SSR標記對周麥22號及其親本進行遺傳解析，闡明了周麥22號分子遺傳構(gòu)成。本研究發(fā)現(xiàn)，親本的遺傳物質(zhì)在傳遞過程中發(fā)生了偏分離行為。3個親本遺傳基礎(chǔ)差異較大，遺傳相似系數(shù)的聚類結(jié)果與系譜分析不一致。分析其可能的原因，一是周麥12號(周8425A/SW73295)和周麥13號(周8425B/周麥9號)的親緣關(guān)系太近，在進行電泳帶型分析時舍去的非特異性帶較多；二是育種者在選育品種時偏好矮稈、大穗大粒等某些性狀，使選育的后代遺傳物質(zhì)發(fā)生偏離，因此導(dǎo)致品種間親緣關(guān)系不一致。前人對玉米[34]、大豆[35]、大麥[36]的研究中也發(fā)現(xiàn)親本遺傳貢獻在基因組水平與系譜分析結(jié)果存在不一致性，與本研究的結(jié)論相似。

3.2 特異引物篩選在品種真實性檢測中的應(yīng)用

本研究篩選出周麥22號的Xgwm136、Xgdm33、Xgwm67、Xbacr32、Xcfa2040、Xgwm577等28個特異標記位點，可以用來鑒定周麥22號和其3個親本，但最終僅篩選出1個特異標記Xgwm577可用來快速、簡便、有效的鑒定區(qū)分周麥22號與其姊妹系、衍生品種、外觀相似品種和黃淮麥區(qū)主推品種。李在峰[27]用抗病親本周8425B、感病親本中國春和雜交后代F1、F2和F3在周8425B的7B染色體上定位了抗條銹病基因YrZH84，其與兩側(cè)標記Xgwm577、Xcfa2040和Xbacr32緊密連鎖；殷貴鴻[37]用標記Xrga-1、Xcfa2040-7B檢測了周8425B的衍生品種和黃淮麥區(qū)的主推品種，證實周麥22號的7B染色體上存在抗條銹病基因YrZH84。周麥22號農(nóng)藝性狀優(yōu)良，其他特異標記是否與其高產(chǎn)、抗病、優(yōu)質(zhì)等性狀關(guān)聯(lián)，還有待進一步試驗驗證。

小麥種子推廣過程中，侵權(quán)假冒現(xiàn)象較多。通過籽粒、幼苗和植株等性狀的表現(xiàn)型進行鑒定(往往需要種植小區(qū))，需要經(jīng)驗豐富的專家進行，往往存在時間較長、人為因素影響等弊端，法院不易采用；采用蛋白標記[38]鑒定小麥品種的真實性往往存在條帶較多、受種植環(huán)境制約，難以鑒定親緣關(guān)系較近的品種等問題。正是鑒定小麥真?zhèn)蔚募夹g(shù)存在諸多困難，導(dǎo)致很難開展小麥新品種維權(quán)打假工作，嚴重制約小麥種子產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

本研究從28對引物中篩選出1個特異引物Xgwm577，能將周麥22號與其姊妹系、衍生品種、相似品種和黃淮麥區(qū)主推品種區(qū)分開來，初步認定Xgwm577可作為周麥22號的特異引物，建立了一種快速、簡便、準確的鑒定周麥22號品種真實性的檢測手段。雖然本研究用于檢測的品種都是黃淮麥區(qū)的主推品種，但用于檢驗驗證的主推品種數(shù)目還是偏少，還需要進一步擴大驗證品種的范圍。

[1] 陳國躍,劉 偉,何員江,等.小麥骨干親本繁6條銹病成株抗性特異位點及其在衍生品種中的遺傳解析[J].作物學報,2013,39(5):827.

CHEN G Y,LIU W,HE Y J,etal.Specific loci for adult-plant resistance to stripe rust in wheat founder parent Fan 6 and their genetic dissection in its derivatives [J].ActaAgronomicaSinica,2013,39(5):827.

[2] 王珊珊,李秀全,田紀春.利用SSR標記分析小麥骨干親本“矮孟牛”及衍生品種(系) 的遺傳多樣性[J].分子植物育種,2007,5(4):485.

WANG S S,LI X Q,TIAN J C.Genetic diversity of main parent of wheat 'Aimengniu' and pedigree on SSR markers [J].MolecularPlantBreeding,2007,5(4):485.

[3] 肖 靜,王珊珊,李秀全,等.矮孟牛及其后代育成品種的多態(tài)性分析與指紋鑒定[J].分子植物育種,2009,7(3):483.

XIAO J,WANG S S,LI X Q,etal.Genetic diversity analysis and fingerprint identification of 'Aimengniu' and its deritives[J].MolecularPlantBreeding,2009,7(3):483.

[4] 李 瓊,王長有,劉新倫,等.小偃6號及其衍生品種(系)遺傳多樣性的SSR分析[J].麥類作物學報,2008,28(6):950.

LI Q,WANG C Y,LIU X L,etal.Genetic diversity of Xiaoyan 6 and its deritives by SSR [J].JournalofTriticeaeCrops,2008,28(6):950.

[5] 趙春華,樊小莉,王維蓮,等.小麥候選骨干親本科農(nóng)9204遺傳構(gòu)成及其傳遞率[J].作物學報,2015,41(4):574.

ZHAO C H,FAN X L,WANG W L,etal.Genetic composition and its transmissibility analysis of wheat candidate backbone parent Kenong 9204 [J].ActaAgronomicaSinica,2015,41(4):574.

[6] 鄒少奎,殷貴鴻,唐建衛(wèi),等.小麥新品種周麥23號的遺傳構(gòu)成分析及其特異引物篩選[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2015,48(19):3941.

ZOU S K,YIN G H,TANG J W,etal.Genetic analysis of new wheat variety Zhoumai 23 and screening of specific primers [J].ChineseAcademyofAgriculturalSciences,2015,48(19):3941.

[7] 李 俊,萬洪深,楊武云,等.小麥新品種川麥104的遺傳構(gòu)成分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學,2014,47(12):2281.

LI J,WAN H S ,YANG W Y,etal.Dissection of genetic components in the new high yielding wheat cultivar Chuanmai 104 [J].ScientiaAgriculturaSinica,2014,47(12):2281.

[8] 黃 峰,李新平,殷貴鴻,等.豫東潮土區(qū)不同氮肥用量和基追比對周麥22號農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響研究[J].作物雜志,2011(2):75.

HUANG F,LI X P,YIN G H,etal.Studies on different nitrogen application amount and ratio of basic fertilizers to supplement fertilizers have effect on agronomic trait and yield in Eastern Henan meadow soil district [J].Crops,2011(2):75.

[9] 王立新,趙昌平,邱 軍,等.記錄小麥SSR帶型的快捷方法[J].麥類作物學報,2006,26(4):164.

WANG L X,ZHAO C P,QIU J,etal.A new scoring method of SSR patterns for wheat [J].JournalofTriticeaeCrops,2006,26(4):164.

[10] 王立新,李云伏,常利芳,等.建立小麥品種DNA指紋的方法研究[J].作物學報,2007,33(10):1738.

WANG L X,LI Y F,CHANG L F,etal.Method of ID constitution for wheat cultivars [J].ActaAgronomicaSinica,2007,33(10):1738.

[11] 李小軍,李 淦,董 娜,等.小麥優(yōu)異品系遺傳構(gòu)成的簡單重復(fù)序列(SSR)分析[J].農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學報,2012,20(3):235.

LI X J,LI G,DONG N,etal.Genetic analysis of excellent wheat breeding lines based on simple repeat sequence (SSR) markers [J].JournalofAgriculturalBiotechnology,2012,20(3):235.

[12] SOMERS D J,ISAAC P,EDWARDS K.A high-density microsatellite consensus map for bread wheat (TriticumaestivumL.)[J].TheoreticalandAppliedGenetics,2004,109 (6):1105.

[13] SPIELMEYER W,RICHARDS R A.Comparative mapping of wheat chromosome 1AS which contains the tiller inhibition gene(tin) with rice chromosome 5S [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2004,109(6):1303.

[14] 盧 翔,張錦鵬,王化俊,等.小麥-冰草衍生后代3558-2穗部相關(guān)性狀的遺傳分析和QTL定位[J].植物遺傳資源學報,2011,12(1):86.

LU X,ZHANG J P,WANG H J,etal.Genetic analysis and QTL mapping of wheat spike traits in a derivative line 3558-2 from wheatAgropyroncristatumoffspring [J].JournalofPlantGeneticResources,2011,12(1):86.

[15] 劉 潔.小偃麥滲入系抗條銹基因分子標記與遺傳定位[D].山西大學,2013:62-70.

LIU J.Genetic analysis and molecular mapping of strip rust resistance genes in Wheat-Thinopyrunmintrogressions [D].Shanxi University,2013:62-70.

[16] D.M.TUCKER,C.A.GRIFFEY,S.LIU,etal.Confirmation of three quantitative trait loci conferring adult plant resistance to powdery mildew in two winter wheat populations[J].Euphytica,2007,155:1.

[17] T SCHNURBUSCH,S PAILLARD,A SCHORI,etal.Dissection of quantitative and durable leaf rust resistance in swiss winter wheat reveals a major resistance QTL in the Lr34 chromosomal region [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2004,108(3):477.

[18] NEWAY C M.Grain yield and yield-related QTL validation using reciprocal recombinant inbred chromosome lines in wheat [D].University of Nebraska,2010:11-24.

[19] 賀苗苗,宋曉賀,王 陽,等.小麥-柔軟濱麥草易位系M853-4抗條銹病基因的分子標記[J].植物保護學報,2010,37(2):118.

HE M M,SONG X H,WANG Y,etal.Molecular mapping of stripe rust resistance gene in wheat translocation line M853-4 derived fromLeymusmollis(Trin.) Hara [J].Actaphytophylacicasinica,2010,37(2):118.

[20] SHENG H Y,DEVEN R SEE,Timothy D Murray.Mapping QTL for resistance to eyespot of wheat inAegilopslongissima[J].TheoreticalandAppliedGenetics,2012,125(2):355.

[21] 薛 飛,王長有,張麗華,等.來自野生二粒小麥的抗白粉病基因 PmAS846及其染色體定位和分子標記分析[J].作物學報,2012,38(4):589.

XUE F,WANG C Y,ZHANG L H,etal.Chromosome location and molecular mapping of powdery mildew resistance gene PmAS846 originated from wild emmer (Triticumturgidumvar.dicoccoides) [J].ActaAgronomicaSinica，2012,38(4):589.

[22] SUN X L,LIU D,ZHANG H Q,etal.Identification and mapping of two new genes conferring resistance to powdery mildew fromAegilopstauschii(Coss.) Schmal [J].JournalofIntegrativePlantBiology,2006,48 (10) :1204.

[23] 王瑞霞,張秀英,伍玲,等.不同生態(tài)環(huán)境下冬小麥籽粒大小相關(guān)性狀的 QTL 分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學,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.

[24] 劉路平.黃淮小麥新品種遺傳多樣性及分子標記與性狀的關(guān)聯(lián)分析[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學,2014:23-41.

LIU L P.Genetic diversity of new wheat cultivars in huang-huai area and association of markers with traits [D].Yangling:North West Agriculture and Forestry University,2014:23-41.

[25] 王慧茹.小麥回交導(dǎo)入系抗旱相關(guān)重要性狀數(shù)量位點遺傳剖析[D].蘭州:甘肅農(nóng)業(yè)大學,2013:37-56.

WANG H R.Genetic dissection of quantitative trait loci for important traits associated with drought tolerance in wheat [D].Lanzhou:Gansu Agricultural University,2013:37-56.

[26] 徐金秋.小濱麥種質(zhì)系的鑒定及抗病基因的分子標記定位[D].泰安:山東農(nóng)業(yè)大學,2012:40-43.

XU J Q.Identification of tritileymus germplasm line and SSR molecular identification of its resistance gene [D].Taian:Shandong Agricultural University,2012:40-43.

[27] 李在峰.中國小麥品種條銹鑒定及抗條銹新基因YrZH84的分子標記[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學院,2006:46-54.

LI Z F.Identification of slow stripe rust resistance in Chinese wheat and molecular mapping of new stripe rust resistance geneYrZH84[D].Beijing:Chinese Academy of Agricultural Sciences,2006:46-54.

[28] SAMBASIVAM PK,BANSALUK,HAYDEN MJ,etal.Identification of markers linked with stem rust resistance genesSr33 andSr45 [C]//Proceedings of 11th international wheat genetics symposium Sydney University Press,Sydney,2008:351.

[29] 肖永貴.山東小麥產(chǎn)量性狀遺傳進度與骨干親本周8425B的分子解析[D].楊凌:西北農(nóng)林科技大學,2011:56-77.

XIAO Y G.Genetic improvement of yield traits in Shandong wheat cultivars and molecular dissection of core parent Zhou 8425B [D].Yangling:North West Agriculture and Forestry University,2011:56-77.

[30] BOHN M,UTZ H F,MELCHINGER A E.Genetic similarities among winter wheat cultivars determined on the basis of RFLPs,AFLPs and SSRs and their use for predicting progeny variance [J].CropScience,1999,39:22.

[31] PLASCHKE J,GANAL M W,R?DER M S.Detection of genetic diversity in closely related bread wheat using microsatellite markers [J].TheoreticalandAppliedGenetics,1995,91:1001.

[32]袁園園,王慶專,崔 法,等.小麥骨干親本碧螞4號的基因組特異位點及其在衍生后代中的傳遞[J].作物學報,2010,36(1):9.

YUANG Y Y,WANGQ Z,CUI F,etal.Specific loci in genome of wheat milestone parent Bima 4 and their transmission in derivatives[J].ActaAgronomicaSinica,2010,36(1):9.

[33] 徐 鑫,李小軍,李立會.小麥系選品種與其親本的遺傳差異分析[J].麥類作物學報,2013,33(2):255.

XU X,LI X J,LI L H.Genetic difference between seven wheat accessions developed by direct selection from a parental genotype and their parents[J].JournalofTriticeaeCrops,2013,33(2):255.

[34] BERNARDO R,MUFIGNEUX A,MAISONNEUVE J P,etal.RFLP-based estimates of parental contribution to F2and BC1-derived maize inbreds [J].TheoreticalandAppliedGenetics,1997,94(5):652.

[35] BEMARDO R,ROMERO-SEVERSON J,ZIEGLE J,etal.Parental contribution and coefficient of coancestry among maize inbreds:pedigree,RFLP and SSR data [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2000,100(3):552.

[36] SJAKSTE T G,RASHAL I,RGDER M S.Inheritance of microsatellite alleles in pedigrees of Latvian barley varieties and related European ancestors [J].TheoreticalandAppliedGenetics,2003,106(3):539.

[37] 殷貴鴻,王建武,聞偉鍔,等.小麥抗條銹病基因YrZH84的RGAP標記及其應(yīng)用[J].作物學報,2009,35(7):1274.

YIN G H,WANG J W,WEN W E,etal.Mapping of wheat stripe rust resistance geneYrZH84 with RGAP markers and its application [J].ActaAgronomicaSinica,2009,35(7):1274.

[38] 滕曉月,陶龍興,孫雷心.小麥品種的蛋白電泳鑒定[J].作物學報,1988,14(4):322.

TENGX Y,TAO L X,SUN L X.Identification of wheat proteins by electrophorsis [J].ActaAgronomicaSinica,1988,14(4):322.

Molecular and Genetic Basis of Wheat Variety Zhoumai 22 and Specific Primers Screening

ZOU Shaokui,YIN Guihong,TANG Jianwei,HAN Yulin,LI Shuncheng,LI Nannan, HUANG Feng,WANG Lina,ZHANG Qian,GAO Yan

( Zhoukou Academy of Agricultural Sciences / Wheat Germplasm Improvement Engineering Research Center of Henan Province,Zhoukou,Henan 466001,China)

Common wheat variety Zhoumai 22 with the advantages of high yield,stable yield,multi-resistance and eurytopicity,is the largest cultivar in cultivated area,and is also excellent parental material.The objectives of this study were to reveal the genetic basis of Zhoumai 22, and to screen the specific primers of Zhoumai 22.A total of 340 SSR markers covering 21 wheat chromosomes were used to analyze Zhoumai 22 and its parents (Zhoumai 12,Wenmai 6,and Zhoumai 13).The results indicated that there are large differences in genetic contribution for Zhoumai 22 and its parents,of which the rate of genetic contribution from Wenmai 6 to Zhoumai 22 was 37.35%,much higher than those from Zhoumai 12 (26.51%) and Zhoumai 13 (36.14%) to Zhoumai 22.It was found that the clustering result of the genetic similarity coefficient between Zhoumai 22 and its parents does not agreed with pedigree analysis,showing that the genetic material partial separated in the process of breeding.Genetic contribution from parents to Zhoumai 22 showed large variation in different genomes,and emphasized particularly on the genomes of A,B and D.Twenty-eight specific loci were evaluated in Zhoumai 22,of which one specific SSR marker differentiated Zhoumai 22 from other varieties.This study established a simple,rapid,accurate and stable testing method for varieties authenticity of Zhoumai 22,and laid the foundation of molecular genetics for further genetic improvement and application.

Common wheat; Zhoumai 22; Molecular and Genetic; Specific primer

時間：2017-04-07

2016-05-27

2016-07-19 基金項目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(“863”計劃)項目(2012AA101105)；國家轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項(2014ZX08002003)；國家農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化資金項目(2014D00000018)；河南省杰出青年基金項目(144100510004)；河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(2130199-ny)

E-mail：zoushaokui2015@163.com

殷貴鴻(E-mail：yinguihong2008@163.com)

S512.1；S336

A

1009-1041(2017)04-0472-11

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20170407.1020.014.html