[目的]本文明确了硬粒小麦ANW16F(Triticum durum,2n =4X =28,AABB)株高与构成因子及部分产量性状的遗传相关性,以及株高与构成因子的数量遗传模型,为Rht16基因的育种利用及后续利用分子标记定位主效QTL提供参考.[方法]利用ANW16F和高秆对照硬粒小麦LD222亲本以及杂交F1代、F2代群体,对株高及其构成因子、部分产量性状等10个农艺性状进行表型特征和相关性分析.[结果]“ANW16F”降秆能力约33.9％,穗下节是株高最主要的构成因素,株高与各茎节均极显著正相关,其中与倒2节相关性最高,其次为穗下节.株高、穗长与小穗数为显著正相关.株高受两对主基因控制,满足加性-显性-上位性遗传模型(B-1模型),以加性效应为主,主基因遗传率86.07％,受环境影响较小.穗下茎节符合两对加性-显性主基因遗传模型(B-2模型).倒2、3、4茎节符合一对加性-显性主基因遗传模型(A-1模型).[结论]综合考虑株高构成比例、相关性分析,以及遗传率的大小,今后在利用Rht16基因进行矮化高产育种时,穗下节和倒2节可作为重要的育种筛选指标,且可在较早期选择.

赤霉素2-氧化酶(GA2-oxidase,GA2ox)是赤霉素降解途径的关键酶,在茎的伸长中起着重要的作用.为探讨GA2ox-A9基因与小麦矮化之间的关系,本研究从硬粒小麦ANW16G(携带Reduced height gene 18, Rht18)和其株高近等基因系LD222两个材料中克隆得到GA2ox-A9基因,分别命名为GA2ox-A9-1和GA2ox-A9-2,并对其在不同发育时期的各个茎节进行了表达模式分析.序列分析显示,两个材料的GA2ox-A9基因均含有3个外显子和2个内含子,开放阅读框全长1 044 bp,编码347个氨基酸,GA2ox-A9-1蛋白在第89位、275位、279位的氨基酸存在差异,GA2ox-A9-2蛋白在第182位、186位、251位、336位的氨基酸存在差异,编码的蛋白均具有2-酮戊二酸依赖性的双加氧酶典型的保守结构域.系统发育分析表明,硬粒小麦GA2ox-A9与其他物种具有较高的进化保守性,且与乌拉尔图最为接近.Real-time PCR结果显示,GA2ox-A9基因在矮秆小麦ANW16G中表达量最高,尤其是在拔节期茎中的表达量远远高于高秆对照LD222,表明与矮化性状有关.本研究结果为进一步研究GA2ox-A9基因的功能和小麦矮化的分子机制提供了理论依据.

小麦是重要的粮食作物之一.矮秆小麦因具有抗倒伏等优点,能显著提高小麦粮食产量.硬粒小麦ANW16G是携带矮秆基因Rht 18的四倍体矮秆基因资源.为明确ANW16G株高及其茎节间长性状的遗传模型与基因的作用方式,并估测其主基因、多基因遗传效应与遗传率,本研究选用ANW16G与高秆亲本LD222杂交所得F2世代群体,采用单个分离世代群体的主-多基因遗传分析方法,对株高和茎节间长性状进行数量遗传分析.结果 表明,株高与各节间长均极显著正相关,且与倒一节间长的相关性最高.株高受2对主效基因控制,符合加性-显性-上位性遗传模型(B-1模型),且加性效应＞互作效应＞显性效应,主效基因遗传率较高,达到93.37％.因此,在选种工作中,可以在F2代进行株高性状选择.此外,发现各节间长符合1对主效基因控制的加性-显性遗传模型,加性效应和显性效应同等重要,主效基因遗传率为29.79％～68.99％,受环境影响相对较大.本研究结果为株高相关性状的QTL分析、株高遗传调控机制的阐释以及利用ANW16G进行小麦矮化育种提供了参考.