小麦作为中国第二大粮食作物，高产、稳产是小麦育种研究的永恒主题。面对耕地锐减和人口剧增的严峻形势，要继续增加粮食总产，满足人类需求，只有依靠大幅度提高粮食作物的单产，高产新品种的选育和推广则起着决定性的作用。小麦新品种的选育工作是其重要组成部分，而太谷核不育小麦则是小麦选育工作中最重要的种质资源之一。

太谷核不育小麦具有显性核不育单基因Ms²，其育性稳定、开颖角度大、异交结实率高是常规育种和杂交小麦育种极其珍贵的种质资源(刘秉华等, 1986, 遗传, 8(3): 25-27; 张云芝等, 1987, 山西农业科学, (6): 5-81)。太谷核不育小麦杂交后创造的变异类型多，通过阶梯杂交、轮回选择等可实现基因交流、重组、累加，打破不良连锁，集结有益基因，培育出遗传基础广、适应性强的小麦新品种(隋新霞和孙兰珍, 2001)。经过几十年的基础研究与应用实践，利用太谷核不育小麦已经创制出许多有育种价值的中间材料，如矮败小麦，硬粒蓝标型不育系等(沈季孟等, 1991; Tian and Liu, 2001; 刘秉华等, 1991, 科学通报, 3(4): 306-308)。通过以轮回选择为主，多种途径综合运用的育种方法，已培育出大批抗旱、耐盐、抗病、抗虫、适应性强的小麦品种(陈香芝等, 2000; 张绍南等, 1995; 隋新霞和孙兰珍, 2001; 徐保钦, 2002, 农业科技通讯, (7): 8-9)。

本单位利用太谷核不育小麦，通过轮回选择与阶梯杂交结合的方法，于90年代初选育出大穗、白粒、矮秆的优异小麦育种中间材料川6415。川6415由于具有许多优异特性，已被许多育种单位利用，并选育出一大批优良品种(系)。截至目前，各育种单位已直接或间接利用川6415育成小麦新品种11个，其中3个通过国家审定；特别是其育成的川麦42在国家区试长江上游组中比对照川麦107平均增产16.4%，2009、2010年连续两年在四川省江油县创四川小麦高产纪录。

为了弄清川6415对其衍生后代的遗传，分析其遗传效应。本研究利用SSR分子标记扫描技术，检测川6415衍生品种(系)中的川6415等位变异，试图解析川6415遗传物质在其衍生后代的作用，为进一步利用分子标记辅助育种技术培育新品种奠定基础。

1结果分析
1.1川6415在其一代衍生品种川麦42中的遗传分析
利用617对SSR引物扫描川6415一代衍生品种川麦42及其亲本Syn769、SW3243和川6415，除去川6415与其它两个亲本Syn769和SW3243无差异的引物，共233对SSR引物可用于统计分析。其中，川麦42与川6415基因型一致的SSR标记位点62个，川麦42遗传背景中来源于川6415的特异SSR位点比例为26.6%。

川麦42遗传背景中来源于川6415的62个SSR标记位点中，有43个已定位到小麦染色体上，分布在除3D、4D、7D外的所有染色体，但在2A、2B和4B染色体上分布较集中(图1; 表1)。43个已定位的标记位点在2A、2B和4B染色体上形成染色体区段，区段长度分别为1.3 cM、9.5 cM和7.3 cM (表1)。
 

 
根据汤永禄(2008)和Tang (2011)利用川麦42/川农16重组自交系(RIL, F8)检测出的重要农艺性状QTL发现，位于2B、4B和7A上的川6415染色体区段对川麦42的穗数/m²、产量、千粒重、单穗重、生物产量、株高和穗颈节比有重要影响(表2; 图1)。4B上川6415染色体区段间检测到的QTL为正效应，有利于增加穗数/m²；2B和7A上检测到的QTL都为负效应，表明2B和7A上的川6415染色体区段有利于降低株高，但减少产量、千粒重、单穗重、生物产量和穗颈节比。
 

 
1.2川6415在其二代衍生品种(系)中的遗传分析
利用川麦42遗传背景中来源于川6415的62个SSR标记位点扫描5个川6415二代衍生品种(系)及其亲本，5个衍生品种(系)为川麦56、川麦58、31区、R104和R125。除去亲本间无多态性差异和变异的标记，共43个SSR标记位点用于分析。结果表明(表3)，5个衍生品种继承川6415的核基因组存在一定的多样性。31区和R104更多的继承了川6415的遗传物质，分别为32.6%和37.2%，显著偏离期望亲本值；川麦58川麦56和R125分别继承了27.9%和25.6%川6415的遗传物质；川麦58继承了34.9%川6415的遗传物质，显著低于期望亲本值；表明在育种的高效选择压下，31区和R104更多地保留了川6415的某些重要农艺性状。川6415对二代衍生品种(系)重要农艺性状的遗传效应，还需进一步研究证明。
 

2讨论
在小麦育种过程中，针对目标性状(如抗条锈, 抗白粉, 抗旱, 耐盐, 耐湿以及高产等)进行人为选择，多代选择稳定后形成的高代系，与目标性状紧密连锁的位点将被大量保留下来，高于或显著高于期望值；而绝大多数与目标性状不符的位点被丢失，显著低于期望值。Zhang等(2005)通过SSR分析人工合成小麦与普通小麦杂交、回交，经多代人工选择后形成的高代群体发现，高代群体中人工合成小麦位点和普通小麦位点都显著偏离孟德尔遗传比例。本研究川6415二代衍生品种(系)川麦58、31区和R104继承川6415遗传物质都显著偏离期望值。其中，31区和R104更多的继承了川6415的遗传物质，分别为32.6%和37.2%。这可能是在后代选育过程中，人为对高产、抗病、优质等优良性状的强烈选择，使衍生系31区和R104中与优良性状紧密连锁的位点被大量保留下来。

李小军等(2009)解析了欧柔在衍生品种的遗传，发现来源于欧柔的重要染色体区域及相关的优异性状，这些区域在育种应用中被优先选择。韩俊等(2009)分析了“胜利麦/燕大1817”杂交后代的遗传构成，发现了来源于胜利麦的基因组区段，这些区段上存在许多与产量、抗病、抗逆和适应性等重要农艺性状相关的基因和QTL，对小麦品种遗传改良起了重要作用。本研究也发现，川6415核基因组位点在部分染色体上也形成染色体区段，这些染色体区段位于2A、2B和4B染色体上。同时，在2B和4B染色体上的川6415染色体区段检测到穗数/m²、产量、穗颈节比、每穗粒重、生物产量QTL。表明在利用川6415选育小麦新品种川麦42的过程中，2B和4B染色体上与穗数/m²、产量、每穗粒重等目标性状相关的川6415染色体区段，在人为选择过程中，被强烈选择而以单元型的形式保留下来。4B上保留下来的川6415染色体区段有利于增加川麦42穗数/m2，2B上的川6415染色体区段有利于降低株高。川6415对二代衍生品种(系)川麦56、川麦58、31区、R104和R125的穗数/m²、株高等是否有贡献，还需进一步研究证实。

太谷核不育小麦由于蕴藏着许多高产、优质、抗病、抗逆的优异基因(陈香芝等, 2000; 张绍南等, 1995; 隋新霞和孙兰珍, 2001; 徐保钦, 2002, 农业科技通讯, (7): 8-9)，且其不育基因ms²雄性败育彻底稳定，异交结实率高，在小麦育种中被广泛应用(刘秉华等, 1986, 遗传, 8(3): 25-27;  张云芝等, 1987, 山西农业科学,  (6): 5-81)。目前，利用太谷核不育小麦已培育出多个大面积推广品种。山东农业大学选育的鲁麦15号，在山东、江苏、安徽、河南等省大面积种植，比当地推广品种增产8%左右(孙兰珍, 1994, 山东农业科学, (4): 6- 8)；中国农业科学院选育的抗旱和耐盐品种轮抗6、轮抗7、轮选 987等，山东农科院选育的济核2号等(隋新霞和孙兰珍, 2001; 杨丽等, 2004, 中国种业, 12: 51)，均在当地的小麦生产中做出了重大的贡献，创造了巨大的社会效益和经济效益。本单位利用太谷核不育小麦创制了多份抗条锈、优质、具有高产潜力的中间材料。川6415就是利用太谷核不育小麦，通过轮回选择创制出的优异中间材料，已直接或间接育成小麦新品种11个。其中，育成品种川麦42在2010年四川丘陵麦区的江油县创造了700 kg的西南麦区最高纪录。太谷核不育小麦衍生系川6415具有高产潜力，是小麦高产育种的重要基因资源，其2B上与穗数/m2相关的染色体区段，可通过杂交转育到我国主推品种中，为进一步小麦高产育种奠定材料基础。

3材料与方法
3.1材料
供试材料共11份：包括川6415及其6个衍生系川麦42、川麦56、川麦58、31区、R104和R125 (系谱见表4)，以及亲本川农16、间3、SW3243和Syn769。川6415是四川省农业科学院作物研究所利用太谷核不育小麦选育出的优异种质资源，6个衍生系和亲本间3都由四川省农业科学院作物研究所提供；SW3243是四川省农业科学院作物研究所培育出的小麦核心种质资源；Syn769是四川省农业科学院作物研究所从国际玉米小麦中心引进的人工合成六倍体小麦；川农16由四川农业大学提供。
 

 
3.2 DNA提取和分子标记扫描
取供试材料的幼嫩叶片，按照CTAB法分别提取11份材料基因组总DNA。选用覆盖小麦21条染色体的617个SSR引物(Roder et al., 1998; Pestsova et al., 2000; Somers et al., 2004; Song et al., 2005)检测川6415衍生系及其亲本的多态性，分析川6415在其一代、二代衍生品种(系)中的遗传。

PCR扩增和电泳根据李俊等(2011; 2012)的方法。PCR反应体积15 μL，包括1×Buffer (100 mmol/L Tris-HCl, Ph 8.3, 1.5 mmol/L MgCl₂) 1.5 μL，dNTPs 200 μmol/L，引物50~10 ng，DNA聚合酶1 Ｕ，模板DNA 50~100 ng。PCR扩增程序：94℃预变性5 min；94℃变性1 min，根据不同引物选取50℃、 55℃或60℃的温度退火1 min，72℃延伸1 min，共35个循环；72℃最后延伸8 min。在PTC-200 PCR仪中进行PCR扩增，SSR引物由大连TaKaRa公司合成。用6%聚丙烯酰胺凝胶和1×TBE电泳缓冲液电泳，检测扩增产物，400 V电压电泳40 min，硝酸银染色，显影后照相保存。

3.3数据处理
根据PCR扩增结果，除去亲本间无差异的、缺失的、效果不好的引物，计算各衍生品种(系)中川6415特异SSR位点的频率。川6415的遗传物质的频率为检测到川6415等位变异的位点数与川6415特异位点总数的百分比。

作者贡献
李俊是本研究的实验设计和实验研究的执行人，完成数据收集和分析，论文初稿的写作；王琴和魏会廷参与实验设计和试验结果分析；胡晓蓉参与田间杂交与数据收集；蒲宗君参与试验结果分析与论文修改；杨武云是项目的构思者及负责人，指导实验设计，数据分析，论文写作与修改。全体作者都阅读并同意最终的文本。

致谢
本研究由国家重点基础研究发展计划(2011CB100100)、现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-3-2-41)、863计划(2011AA10A106)、西南冬麦区小麦新品种培育与扩繁(2011BAD35B03-4)、四川省育种攻关项目、四川省国际合作项目(2010HH0052, 2011HH0026)、四川省财政育种优秀论文项目和四川省财政育种青年基金项目共同资助。

参考文献
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