1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
小麦是世界上最主要的粮食作物之一，养活了世界上40%的人口[1]。近年来，随着全球气候急剧变化、人口持续增长，生物能源作物与粮食作物用地矛盾逐渐突出，粮食安全再次成为一个严重的全球问题。为了应对这种挑战，育种家需要培育具有高产潜力的新品种以满足人类未来的需求[2]。小麦产量的提高显得尤为重要。 小麦产量由穗数、穗粒数和粒重三要素构成[3]，其中穗粒数的增加是提高小麦产量的重要途径之一。近些年来，利用近等基因系、F2群体、重组自交系及双单倍体等群体对控制穗粒数的QTL开展了一系列研究，研究结果表明控制穗粒数的QTL在全基因组具有广泛分布。Hai等用CA9613 x H1488 DH群体，检测到控制穗粒数的QTL分别位于染色体1A、2B、2D、5D、7A和7D上[4]。Marza等利用Ning7840 x Clark 重组自交系群体，将控制穗粒数QTL定位于1A、6A、1B、2B、3B、4B、7B和2D染色体上[5]；Huang等利用 Flair x XX86 BC2F3群体，在7A染色体Xgwm332-Xgwm282区段定位到一个控制穗粒数的主效QTL，可以解释 11.60%的表型变异[6]。尽管小麦穗粒数初步定位已获得很多研究进展，但目前为止，只有位于4B染色体上的两个QTL得到精细定位：Wang等用Am3 x Laizhou953构建的含有497个单株的次级群体将QGn.caas-4B定位在遗传距离为1.2cM的Xgwm113-Xgwm857之间[7]；Deng 等利用从 Am3 x Laizhou953渐渗系群体中得到的05210渐渗系与轮回亲本Laizhou953构建的次级分离群体，将4B染色体检测到的控制穗粒数的QTL QGns.sdau-4B定位到Xwmc657-Xgwm113区间内，距离Xgwm113有1.3cM，它可以解释39.3%的遗传变异[8]。明确QTL在染色体上的具体位置、将其精细定位、明确其真实效应非常重要[9]。
利用分子标记辅助选择(Marker assisted selection，MAS)培育近等基因系(Near isogenic line,NIL)是一种行之有效的途径。培育近等基因系，可以使目标性状处于一个相对一致的遗传背景，从而最大限度地降低遗传背景的干扰，避免基因互作的影响，准确鉴定和定位数量性状位点。同时重组体筛选是精细定位过程中的关键部分，通过重组体株系的表型可以确定QTL的精确位置。近等基因系效应评价和重组体筛选可以为后续的精细定位和图位克隆奠定基础[10]。 在本实验室前期工作中，利用南大2419 X望水白的RIL群体检测到4B染色体上控制穗粒数的主效QTL，并将其导入到推广品种扬麦17和郑麦9023中。通过分子标记辅助选择建立了含有该目该主效QTL的近等基因系，以期对该QTL进行精细定位并用于后续的图位克隆研究；另一方面又可以创造出优良的育种材料，可实现优良等位基因的快速聚合，培育新品系新品种。
参考文献：
2. 研究的基本内容和问题
本研究拟通过分子标记辅助选择，将望水白中控制穗粒数的主效QTL QGn.nau-4B导入到目前生产上大面积应用的推广品种扬麦17和郑麦9023中，培育目标性状近等基因系；利用近等基因系，通过多年多点的试验对QGn.nau-4B进行精细定位及评价QGn.nau-4B的效应，筛选目标区间的重组体，为后续的基因克隆奠定基础；创造新的育种材料，为育种家服务。
3. 研究的方法与方案
本研究以携带穗粒数主效QTL QGn.nau-4B的望水白作为供体导入到扬麦17和郑麦9023中。
自BC1F1代起结合分子标记辅助选择，进行前景选择和背景选择， 选择携带目标QTL QGn.nau-4B背景回复率较高的1-3株杂合单株回交；回交3代后自交1代，在BC3F2代分离群体中，通过重组体筛选，选择纯合的近等基因系，对其进行基因型验证。
在分离群体中，再进行前景选择，建立更高世代的近等基因系，然后对近等基因系进行多年多点的试验，评价该位点效应，在构建近等基因系的同时构建次级分离群体，通过筛选分离群体获得目标区域的重组体。
4. 研究创新点
本研究借助分子标记辅助选择构建近等基因系，与传统的基于表型进行选择培育近等基因系相比，在BC1F1代就开始对目标基因进行前景选择，同时进行遗传背景选择，可以提高选择效率，缩短培育年限并且减轻连锁累赘，确保得到的近等基因系其效应的可靠性；本研究所选的轮回亲本扬麦17为目前生产上大面积应用的推广品种，将来培育的近等基因系群体一方面可以用于目标QTL QGn.nau-4B的精细定位等基础研究，另一方面可以创造优异的育种材料直接供育种家使用。
获得的关键重组体可以直接应用于表型鉴定并确定QTL精确位置。
5. 研究计划与进展
2014年8月-12月，小麦主穗粒数QGn.nau-4B次级分离群体重组体筛选； 2015年4月-6月，4B小麦主穗粒数QGn.nau-4B近等基因系表型调查；撰写论文。
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