小麦籽粒蛋白质含量是决定其加工品质和营养价值的关键性状，然而，由于驯化和多倍化事件导致的遗传瓶颈，普通小麦的遗传多样性相对狭窄，限制了品质的进一步改良。粗山羊草作为普通小麦D基因组的供体祖先种，蕴含着丰富的优异等位变异，是拓宽小麦遗传基础和提升籽粒品质的重要基因源。然而，如何高效鉴定并利用粗山羊草中的优质基因资源，特别是发掘控制籽粒蛋白质含量的主效QTL，并解析其遗传效应的分子机制，仍缺乏系统深入的研究。

近期，山东农业大学小麦遗传改良与基因组学研究团队完成的题为“Identification and fine mapping of a major QTL for grain protein content, qGPC4D, using wheat–Aegilops tauschii introgression lines”的研究在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）在2026年5期正式发表。

该研究以高产小麦品种济麦22为轮回亲本，与粗山羊草Y215杂交，通过直接杂交策略结合胚挽救和连续回交，构建了一套含有170个家系的渐渗系群体。利用小麦55K SNP芯片对群体进行基因分型，构建了含2727个多态性标记的高密度遗传图谱，并结合两地环境下的籽粒蛋白质含量、淀粉含量和湿面筋含量等品质性状的表型数据，进行了QTL定位分析。研究进一步利用渐渗系及区间内多态性标记对主效QTL qGPC4D进行了精细定位，并结合转录组数据分析筛选候选基因，同时开发了适用于育种的竞争性等位基因特异性PCR（KASP）标记。

本研究揭示，来源于粗山羊草Y215的qGPC4D是一个能够稳定遗传且效应显著的主效QTL，可解释两地环境中13.1%和15.2%的表型变异。通过精细定位，将qGPC4D的物理区间缩小至中国春参考基因组4D染色体上9.88 Mb的区域内。结合表达谱分析，在该区间内筛选到11个在籽粒灌浆期高表达的潜在候选基因，如编码球蛋白1、锌指蛋白和脂氧合酶等的基因，它们可能参与了蛋白质积累的调控过程。此外，研究成功开发了3个与qGPC4D紧密连锁的高通量KASP标记，并在渐渗系群体中验证了其基因分型的有效性。

该研究结果不仅为小麦优质育种提供了一个来源于粗山羊草的新主效QTL、一套候选基因和高效的KASP标记，也为进一步克隆该基因、解析其分子机制及通过标记辅助选择改良小麦品质奠定了基础。

Cite the article:

Yijun Wang, Jinhao Han, Tenglong Zhang, Mengjia Sun, Hongyu Ren, Cunyao Bo, Yuqing Diao, Xin Ma, Hongwei Wang, Xiaoqian Wang. 2026. Identification and fine mapping of a major QTL for grain protein content, qGPC4D, using wheat–Aegilops tauschii introgression lines. Journal of Integrative Agriculture, 25(5): 1813-1821.

Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》, JIA）由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。