國審小麥品種漯麥18重要功能基因的KASP標記檢測

袁謙 張鋒 張中州 甄士聰 望俊森 趙永濤 魯進恒 范志業

摘要：為了深入了解漯麥18重要性狀的分子機制，采用競爭性等位基因特異性PCR（KASP）標記檢測的方法對其重要功能基因進行檢測，并分析了漯麥18含有的重要功能基因。結果表明，漯麥18含有1個矮稈基因型Rht-D1b、2個光周期不敏感早開花等位基因型Ppd-A1a和Ppd-B1a，具有較廣的適應性;漯麥18籽粒較大，商品性好，品質優良，聚合了10個高粒質量微效基因，同時高分子量麥谷蛋白亞基基因Glu-A1和Glu-D1等位基因型為1和5+10，含有1個籽粒硬度基因Pinb-D1b;漯麥18抗逆性強，聚合了抗穗發芽主效基因Vp-B1、PHS_646和微效基因 TaSdr-B1，同時抗旱能力突出，具有1-feh-w3、CWI-4A和CWI-5D等3個微效基因。以上信息為深入認識漯麥18的特征性狀的分子機制提供了理論支持，對品種的進一步應用和未來小麥遺傳改良具有較強的實用價值。

關鍵詞：漯麥18;適應性;粒質量;抗逆性;品質;KASP標記檢測

中圖分類號： S512.103文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2021）24-0056-04

收稿日期：2021-04-04

基金項目：河南省現代農業產業技術體系專項（編號：z2010-01-06）。

作者簡介：袁 謙（1987—），男，河南開封人，碩士，助理研究員，主要從事小麥育種研究。E-mail：524341502@qq.com。

通信作者：趙永濤，碩士，副研究員，主要從事小麥育種研究。E-mail：zhaoyt81@163.com。

漯麥18是漯河市農業科學院為了拓寬小麥遺傳基礎，聚合多生態區小麥優良性狀選育而成的小麥新品種[1]。采用階梯雜交的方法聚合法國抗源材料Fr81-3的抗性，綿陽84-27的早熟性、大穗大粒等特點和寶豐7228的冠層結構優良、灌漿速度快等特點創制了小麥新種質4336[2-3]。漯麥18以4336為母本、周麥16為父本進一步拓寬廣適性遺傳基礎，將共同優點進一步鞏固和提高，具有根系活力強、冬季抗寒性好、耐后期高溫干旱、灌漿速度快、高產穩產等特點[4]。

競爭性等位基因特異性PCR（kompetitive allele specific PCR，簡稱KASP）標記檢測，即競爭性等位基因特異性PCR技術，是一種單核苷酸多態性（SNP）檢測方法，具有高通量、低成本、準確性高等優點[5]，目前已經逐漸被應用于小麥功能基因檢測、解析品種特性以及分子標記輔助育種工作。楊子博等采用KASP標記檢測技術對江蘇淮北地區近年來育成品種的硬度基因型進行了檢測分析，明確了該地區小麥品種籽粒性狀的基因型，為品種的品質改良提供了參考[6];權有娟等采用KASP標記檢測技術明確了青海和西藏小麥品種的光周期基因分布[7];伍玲等采用KASP標記檢測技術明確了長江上游麥區品種的品質現狀，指導了下一步的品質育種工作[8];王君嬋等采用KASP標記檢測技術解析了揚麥系列品種的適應性、綜合抗性和品質等重要性狀的基因組成[9];王志偉等采用KASP標記檢測技術對云南小麥品種的抗病性、抗逆性、產量等相關目標基因進行了篩選，為云南小麥遺傳育種提供了種質和檢測方法[10-12]。前人的研究都是對目標基因型在多個品種間的分布進行研究，但是對單個品種的多個目標基因型檢測分析研究還比較少。本研究通過對小麥新品種漯麥18的適應性、籽粒性狀、抗逆性和品質多個重要性狀的基因進行KASP標記檢測，明確其含有的優良基因，以期為進一步應用和改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

漯麥18是漯河市農業科學院選育的弱春性中大穗型中晚熟小麥品種，以創新種質4336為母本、廣適豐產品種周麥16為父本組配，用系譜法選育而成，具有高產、穩產、落黃好、根系發達、抗旱、抗倒性好等優點，2012年通過國家農作物品種審定委員會審定。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗種子制備 漯麥18于2017年10月在漯河市農業科學院試驗基地種植3行區，行長2 m，行距0.25 m，每行播種20粒種子，2018年6月初收獲種子備用。

1.2.2 基因組DNA提取 挑選飽滿度好、無破損的當季收獲的小麥種子30粒，在鋪有吸水濾紙的培養皿中保濕培養、催芽，取萌芽7 d后的幼苗葉片，采用十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）法提取總DNA備用。

1.2.3 KASP標記檢測 KASP標記檢測工作于2018年12月委托中國農業科學院作物科學研究所何中虎老師課題組進行。試驗對11個適應性相關基因（表1）、16個籽粒性狀相關基因（表2）、10個抗逆性相關基因（表3）和5個品質相關基因（表4）進行檢測。KASP標記檢測參考Rasheed等所用的方法[13-14]。

2 結果與分析

2.1 適應性相關基因的KASP標記檢測

適應性相關基因檢測結果（表1）表明，漯麥18的株高基因型為Rht-B1a、Rht-D1b，含有1個矮稈基因型Rht-D1b;具有2個光周期不敏感早開花等位基因型為Ppd-A1a、Ppd-B1a，增強了其適應性;2個冬性等位基因型vrn-A1、vrn-B3（CS），2個春性等位基因型Vrn-D1、Vrn-B1a，2個長春化等位基因2147-type、Jagger。

2.2 籽粒性狀相關基因的KASP標記檢測

籽粒性狀相關基因檢測結果（表2）表明，漯麥18聚合了10個高粒質量微效基因，等位基因型分別為TaGS2-A1b、TaGS-D1a、TaCKX-D1a、TaTGW6-A1a、Hap-6A-A、TaTGW-7Aa、Hap-T、Hap-2、TaGS5-A1b、Hap-6B-1。

2.3 抗逆性相關基因的KASP標記檢測

抗逆性相關基因檢測結果（表3）表明，漯麥18具有一定的抗穗發芽能力，聚合了主效基因Vp-B1、PHS_646和微效基因TaSdr-B1，等位基因型分別為Vp-B1c、RioBlanceo type和TaSdr-B1b。漯麥18抗旱能力突出，聚合了1-feh-w3、CWI-4A和CWI-5D等3個微效基因，等位基因型分別為Westonia type、 Hap-4A-C、Hap-5D-C。

2.4 品質相關基因的KASP標記檢測

品質相關基因檢測結果（表4）表明，漯麥18聚合2個高分子量麥谷蛋白亞基基因Glu-A1和 Glu-D1，等位基因型為1和5+10。漯麥18籽粒商品性好，白粒、半角質，含有一個硬質等位基因型Pinb-D1b和軟質等位基因型Pina-D1a和Pinb-B2a。

3 結論與討論

漯麥18株高適中，抗倒性好[2]，具有矮稈基因Rht-D1b，是黃淮麥區小麥品種的主要矮稈基因型[15]。光周期基因Ppd-A1、Ppd-B1和Ppd-D1所有a等位基因型均為不敏感型，抽穗開花較早，具有更廣的適應性[9]，漯麥18具有Ppd-A1a和 Ppd-B1a 基因型，適應性較廣。春化作用相關基因Vrn-A1、Vrn-B1 和Vrn-D1為3個等位基因，任何一個為顯性時即表現為春性，只有3個基因全為隱性時表現冬性[16]，漯麥18只有Vrn-D1表現為顯性，屬于長春化弱春性品種，這在今后的品種改良中具有較強的可塑性。小麥粒質量是受多基因控制的數量性狀[17]，聚合多個有利基因能增加粒質量和籽粒大小[9]，漯麥18聚合了10個高粒質量或大籽粒微效基因，對產量三要素之一的千粒質量提高作用顯著。小麥穗發芽抗性是多個主效基因和微效基因控制的復雜數量性狀[18]，漯麥18聚合了主效基因Vp-B1、PHS_646和微效基因TaSdr-B1，漯麥18是在黃淮麥區南部的漯河市選育，對于部分年份小麥成熟期遇雨能夠很好地抵抗小麥穗發芽。同時漯麥18聚合了1-feh-w3、CWI-4A和CWI-5D等3個抗旱微效基因，這可能遺傳自多生態遺傳背景創新種質4336，有待進一步研究。漯麥18是品質優良，屬于中強筋小麥品種，攜帶優質高分子量麥谷蛋白亞基1、2*和5+10，同時攜帶籽粒硬度基因型Pinb-D1b，具有較好的商品性。漯麥18聚合多個小麥重要性狀的優良基因，可作為豐富黃淮麥區遺傳基礎優異的親本種質資源。

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