中国农业科学｜四川农业大学小麦研究所联合其他单位解析小麦穗密度主效数量性状位点

普通小麦（Triticum aestivum L.）是全球种植最广泛的粮食作物之一，约占世界谷物产量的30%，为人类提供20%的膳食热量。在耕地面积持续减少与人口增长的背景下，提高小麦产量对保障全球粮食安全至关重要。穗密度（spike density，SD）是与小麦产量显著相关的关键形态性状。理论上，通过选育穗长增加且穗密度提高的小麦品种，可增加每穗粒数，进而提升产量与穗育性。穗密度受遗传因素和环境条件影响，解析其数量性状位点（quantitative trait locus，QTL）对培育高产小麦品种具有重要理论价值。

近期，四川农业大学小麦研究所联合其他单位完成的题为“小麦穗密度主效QTL的鉴定、验证及其遗传效应分析”的研究在《中国农业科学》2026年第59卷1期正式发表。

该研究利用自然突变体msf和川农16构建的198个F₆代重组自交系（recombinant inbred lines，RIL）群体，结合基于小麦16K SNP芯片的遗传连锁图谱，通过4个环境下的表型数据系统鉴定穗密度相关数量性状位点（QTL）。进一步利用2个不同遗传背景群体对主效且稳定表达的QTL进行验证，分析稳定表达位点对产量相关性状的遗传效应，评估其对产量提升的潜力。

结果显示，RIL群体穗密度表型值范围为0.62—2.35，穗密度遗传力为0.71。穗密度与有效分蘖数和小穗数之间存在显著正相关，而与穗粒数、穗粒重、穗长存在极显著负相关。

不同环境MC群体的穗密度频率分布

基于4个环境共鉴定到9个控制穗密度的QTL，主要分布在1A、1D、5A（2个）、5B、7A（3个）和7B染色体上。其中，QSd.sicau-MC-1A定位于1A染色体侧翼标记1A_1208254和1A_3911208之间，在2个环境及最佳线性无偏预测（best linear unbiased prediction，BLUP）值中被检测到，可解释9.05%—15.84%的表型变异率，为主效且稳定表达的QTL，其正效应位点来源于亲本川农16，并且该位点的效应在2个具有不同遗传背景的验证群体中得到进一步验证。QSd.sicau-MC-7A.1定位于7A染色体侧翼标记7A_671413788和7A_672390144之间，也在2个环境及BLUP值中被检测到，为稳定表达位点，其正效应位点来源于msf，但其效应较小，可解释7.06%—10.39%的表型变异率。剩余7个QTL均为微效QTL。

遗传效应分析表明，QSd.sicau-MC-1A的正效应位点对主要产量性状具有负效应，而QSd.sicau-MC-7A.1的正效应位点起正效应作用。加性效应分析表明，同时携带QSd.sicau-MC-1A和QSd.sicau-MC-7A.1正效应位点的株系的穗密度显著高于仅携带单一位点或没有携带任何正效应位点的株系，穗密度增幅达到9.01%，而仅携带QSd.sicau-MC-1A或者QSd.sicau-MC-7A.1正效应位点的株系的穗密度均显著高于没有携带任何正效应位点的株系，增幅分别为5.03%和4.19%。与前人报道的穗密度位点进行比对，发现QSd.sicau-MC-1A可能为新位点。

QSd.sicau-MC-1A的遗传效应分析

综上，在小麦1A和7A染色体各定位到一个稳定表达的穗密度位点，分别为QSd.sicau-MC-1A和QSd.sicau-MC-7A.1，后者更具有育种利用潜力。

四川农业大学小麦研究所马建教授和南充市农业科学院李小雨老师为该文共同通讯作者，叶美金和陈家婷为共同第一作者。

该研究获得四川省自然科学基金项目面上项目（2024NSFSC0330）、四川省大学生创新创业训练计划（S202514389093）、成都师范学院2025 年第二批次高级别科研项目托举专项（CSTJZX2550）的资助。

全文链接：

《小麦穗密度主效QTL的鉴定、验证及其遗传效应分析》

文献引用：

叶美金, 陈家婷, 周界光, 尹丽, 胡欣荣, 兰雨昕, 陈斌, 苏龙兴, 刘家君, 刘天超, 李小雨, 马建. 小麦穗密度主效QTL的鉴定、验证及其遗传效应分析[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 17-28.

YE MeiJin, CHEN JiaTing, ZHOU JieGuang, YIN Li, HU XinRong, LAN YuXin, CHEN Bin, SU LongXing, LIU JiaJun, LIU TianChao, LI XiaoYu, MA Jian. Identification, Validation and Genetic Effect Analysis of Major QTL for Spike Density in Wheat[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2026, 59(1): 17-28.