案例分享丨博瑞迪小麦16K液相芯片助力小麦性状定位相关研究

博瑞迪小麦16K液相芯片(GenoBaits®WheatSNP16K，GBW16K)产品由博瑞迪和西北农林科技大学康振生院士科研团队联合开发，使用博瑞迪GenoBaits®技术进行开发和优化，该产品包含14,868个mSNP区段（37,737个SNP标记），可用于小麦分子辅助育种、种质资源评价、图谱构建和QTL分析等方向。博瑞迪客户利用小麦16K液相芯片在高水平杂志上发表了一系列文章。

01在小麦品系CW357-9中发现4个稳定成株期条锈病抗性QTL

发表期刊：Theoretical and Applied Genetics

发表时间：2022年6月20日

影响因子：5.574

小麦条锈病严重影响小麦生产的重大真菌病害，培育和种植抗病品种是防控条锈病最为安全经济有效的措施，可以最大限度地减少杀真菌剂的使用。本研究以CW357-9（抗病）和Avocet S（AvS，感病）进行杂交得到含有167个株系的重组自交系（F6）为实验材料，在多种环境条件下进行测试，研究CW357-9品系抗条锈病的遗传基础。利用小麦16K液相芯片对双亲和重组自交系进行基因型分型，使用QTL IciMapping 4.2软件构建包含841个SNP标记的遗传连锁图谱，图谱总长为3533.11cM。对条锈病感染类型（IT）和疾病严重程度（DS）进行QTL分析，其中4个QTL在五个环境条件下均与性状显著相关，分别位于1BL、2AL、3DL和6BS上，IT和DS的方差解释率分别为19.8-28.8%和23.9-29.1%，所有检测到的QTL都来自抗性亲本CW357-9。

经分析鉴定QYrCW357-1BL为Yr29基因，QYrCW357-6BS为Yr78基因，QYrCW357-2AL和QYrCW357-3DL为最新发现小麦条锈病抗性相关的QTL，丰富了抗条锈病基因库。利用225个小麦栽培品种和育种品系评估了侧翼AQP标记的多态性，Yr29和QYrCW357-2AL之间存在有利的外显作用，这些高通量标记可用于将QYrCW357-1BL、QYrCW357-2AL、QYrCW357-3DL和QYrCW357-6BS引入商业小麦栽培品种，与其他成株期抗性QTL的组合可能会有更高水平的条锈病抗性。本研究结果不仅阐明了CW357-9作为育种亲本的抗病基因，而且开发的SNP标记可用于MAS，以开发具有潜在持久抗性的新栽培品种。

02中国小麦骨干亲本临汾5064穗粒数相关QTL定位

发表期刊：Frontiers in Plant Science

发表时间：2022年1月5日

影响因子：6.627

在我国小麦育种和研究中，骨干亲本发挥了至关重要的作用。临汾5064于1988年出圃，具有优质强筋、大粒、早熟、矮秆和综合抗性好的特点。在全基因组水平上分析骨干亲本，对小麦育种，特别是分子标记辅助育种非常重要。本研究利用临汾5064和农大3338、临汾5064和晋麦47组合分别构建了包含192个株系的DH群体（LN）和包含194个株系的DH群体（LJ）。利用小麦16K液相芯片对LN群体进行基因型分型，使用QTL IciMapping软件构建包含841个SNP标记的遗传连锁图谱，图谱总长为3045.86cM。对每穗总小穗数（TSS）、每穗可育小穗数（FSS）、每穗基部不育小穗数（BSSS）、每穗顶部不育小穗数（TSSS）和每穗粒数（GNS）进行QTL分析，TSS、FSS、TSSS和BSSS四个性状在18条染色体上共检测到64个的QTL，其中有13个稳定的QTL，解释了不同环境中3.91-19.51%的表型变异。GNS性状检测到16个QTL，解释了4.18-15.83%的表型变异，其中4个稳定的QTL解释了4.47-11.16%的表型变异。

Qtss.saw-2B.1、Qtss.saw-2B.2、Qtss.saw-3B、Qfss.saw-2B.2、Qbsss.saw-5A.1和Qgns.saw-1A6个QTL的效应经LJ群体验证，在三个以上的环境中均显示出极显著性（P<0.05）。经分析鉴定Qtss.saw-2B.1和Qtss.saw-3B是新的QTL或拥有新的相关基因。临汾5064的Qtss.saw-2B.2的正等位基因对TSS的影响较大，在长期人工选择的中国栽培品种中占66.89%。本研究揭示了临汾5064中GNS的三个关键区域，研究团队将对这些QTL进行精细作图，有助于解释小麦每穗粒数的形成和发展，并开发相关的分子标记供育种者使用。

03山西普通小麦在不同灌溉条件下籽粒数量的全基因组关联分析

发表期刊：Frontiers in Plant Science

发表时间：2022年1月26日

影响因子：6.627

小麦产量由三个因素决定，即单位面积穗数、每穗粒数（GNS）和千粒重（TGW），GNS在生产期受干旱胁迫的影响比TGW更大。剖析粒数的遗传基础及其对缺水的反应对于小麦的改良是不可或缺的。确定稳定的遗传位点以获得更好的农艺性能是非常重要的，可以在不同的环境下选择产生稳定高产的基因型。在本研究中，对282个小麦品种进行了表型分析，包括每穗粒数（GNS）、小穗数（SN）、基部不育小穗数（BSSN）和顶端不育小穗数（ASSN）。相关性分析表明，在两种灌溉条件下，GNS与SN和BSSN都有显著的相关性。

在全基因组关联分析中，采用了小麦16K液相芯片的9,793个SNP标记，基于282个品种的BLUP-I1, BLUP-I3, BLUP-ALL和DTC四个表型数据，利用混合线性模型，共鉴定出分布在20条染色体上的77个性状关联标记（2D除外），表型解释率（R2）从4.62%到11.19%不等。根据其对GNS的影响分析，在品种平均差异的基础上推断出有利于育种的等位基因。现代品种中与GNS相关的有利等位基因的频率变化表明，在小麦育种中，将其作为GNS的基因组选择标记有很大的遗传潜力。

参考文献

[1]Huang, Shuo et al. “Epistatic interaction effect between chromosome 1BL (Yr29) and a novel locus on 2AL facilitating resistance to stripe rust in Chinese wheat Changwu 357-9.” TAG. Theoretical and applied genetics. Theoretische und angewandte Genetik vol. 135,7 (2022): 2501-2513. doi:10.1007/s00122-022-04133-9.

[2]Zheng, Xingwei et al. “Genome-Wide Association Study of Grain Number in Common Wheat From Shanxi Under Different Water Regimes.” Frontiers in plant science vol. 12 806295. 26 Jan. 2022, doi:10.3389/fpls.2021.806295.

[3]Qiao, Ling et al. “Analysis of Genetic Regions Related to Field Grain Number per Spike From Chinese Wheat Founder Parent Linfen 5064.” Frontiers in plant science vol. 12 808136. 5 Jan. 2022, doi:10.3389/fpls.2021.808136.