全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2010, 36(12): 2045−2054 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由教育部重点科研项目(105166)和教育部春晖计划启动项目(Z2005-2-7104)资助。
*
通讯作者(Corresponding author): 胡银岗, E-mail: huyingang@yahoo.com.cn
Received(收稿日期): 2010-04-12; Accepted(接受日期): 2010-07-28.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2010.02045
YM型小麦温敏雄性不育系不育基因的 QTL定位
周菊红 1 李 轲 1 何蓓如 1 胡银岗 1,2,3,*
1西北农林科技大学农学院, 陕西杨凌 712100; 2 国家小麦改良中心杨凌分中心, 陕西杨凌 712100; 3 陕西省农业分子生物学重点实验
室, 陕西杨凌 712100
摘 要: YM型小麦温敏雄性不育系的不育基因被定位在 1Bs染色体片段上, 但已发现的相邻分子标记与该基因的遗
传距离较大, 达 10 cM以上。为寻找与该基因连锁更紧密的分子标记, 以 YM型温敏雄性不育系 ATM3314与恢复系
中国春杂交的 F2代 200株为作图群体, 从 1Bs的 22个 SSR引物中筛选出 5个在亲本和 F2代中分离的 SSR引物, 构
建了 1个包含 5个标记的 1Bs局部遗传连锁图谱。结合 F2代个体的育性调查, 采用复合区间作图法在 YM型温敏雄
性不育系的 1Bs染色体上检测到不育基因的 1个主效QTL rfv1-1和 1个微效QTL rfv1-2。rfv1-1位于 SSR标记Xgwm18
和Xwmc406之间, 与两标记的遗传距离分别为 6.0 cM和 4.6 cM, LOD值为 8.80, 加性效应 23.87, 显性效应 10.44, 可
解释表型变异的 23.91%; rfv1-2位于 Xwmc406和 Xbarc8之间, 与两标记的遗传距离分别为 4.0 cM和 3.4 cM, LOD
值为 3.10, 加性效应 17.59, 显性效应 5.99, 可解释表型变异的 7.78%。本研究初步定位了 YM 型小麦温敏雄性不育
系 1Bs染色体片段上不育基因的 QTL, 为进一步准确定位该基因奠定了基础。
关键词: 小麦; 温敏雄性不育基因; SSR标记; QTL定位
Mapping QTLs for Male Sterile Gene in YM-Type Thermo-Sensitive Male
Sterile Line of Wheat
ZHOU Ju-Hong1, LI Ke1, HE Bei-Ru1, and HU Yin-Gang1,2,3,*
1 College of Agronomy, Northwest A&F University, Yangling 712100, China; 2 Yangling Branch of China National Wheat Improvement Center,
Yangling 712100, China; 3 Shaanxi Key Laboratory of Molecular Biology for Agriculture, Yangling 712100, China
Abstract: The sterile gene of YM-type thermo-sensitive male sterile wheat (Triticum aestivum L.) line has been mapped on 1Bs
chromosome with genetic distance to adjacent molecular markers more than 10 cM. To further locate this thermo-sensitive male
sterile gene, we constructed a mapping population with 200 F2 plants from the cross between ATM3314 and restorer line Chinese
Spring. Twenty-two simple sequence repeat (SSR) markers distributing evenly on 1Bs were screened between the parents and the
male sterile and fertile bulks, and five markers showed polymorphism. These markers were then tested in the F2 population. A 1Bs
partial linkage map with the five SSR markers was obtained and QTLs for the male sterility were detected using composite inter-
val mapping method. One major QTL and one minor QTL were detected, which were designated as rfv1-1 and rfv1-2, respectively.
QTL rfv1-1 was located between the SSR markers Xgwm18 and Xwmc406 on chromosome 1Bs with genetic distances of 6.0 cM
and 4.6 cM, respectively. The LOD value for this locus was 8.80, and the gene effects were 23.87 for additive effect and 10.44 for
dominant effect. This QTL explained 23.91% of the phenotypic variation. QTL rfv1-2 was mapped between markers Xwmc406
and Xbarc8 with genetic distances of 4.0 cM and 3.4 cM, respectively. The LOD value of this QTL was 3.10. This locus had addi-
tive effect of 17.59 and dominant effect of 5.99, and explained 7.78% of the phenotypic variation. These results are propitious for
fine mapping and positional cloning of this male sterile gene.
Keywords: Wheat; Thermo-sensitive male sterile gene; SSR maker; QTL mapping
小麦光温敏雄性不育系作为杂种优势利用研究
的重要材料, 具有一系两用、恢复源广、制种简便、
成本低和较易选择优良杂交组合等优点[1-3]。1951年
木原均育成了第一个异源细胞质小麦雄性不育系[4];
1979年日本学者 Sasakuma和 Ohtsuka[5]首先发现具
有异源细胞质光温敏特性的 D2 型雄性不育系 N26;
2046 作 物 学 报 第 36卷

1992 年, 何觉民等[6]和谭昌华等[7]报道选育出小麦
光温敏核不育系 ES系列、C86S和 C49S等; 傅大雄
和阮仁武[8]、赵昌平等[9]、荣德福和曹卫民[10]以及何
蓓如[11]也相继发现并选育了多种小麦光温敏雄性不
育材料, 这些材料的发现和研究开辟了两系法小麦
杂种优势利用的新途径。
随着DNA分子标记技术诞生与快速发展, 许多
学者展开了对各种类型小麦细胞质雄性不育系(CMS)
育性基因的定位研究。Ma等[12]对 T型恢复基因 Rf
进行了 RFLP分子标记分析。Kojima等[13]将控制提
莫菲维小麦(Triticum timopheevi)细胞质雄性不育恢
复基因 Rf3 定位于 RFLP 连锁图的 1Bs 上。关荣霞
等[14]和张萃等[15]分别利用RAPD标记和 SSR标记对
T-CMS 的恢复基因进行了定位分析。刘保申等[16-17]
对K型恢复系的育性恢复基因分别进行了SSR、RAPD
和 ISSR标记定位。石运庆等[18]对 V型 CMS育性恢
复基因进行了 SSR 分子标记分析。Xing 等[19]利用
SSR 和 AFLP 标记定位了小麦温敏核不育基因
wtms1。马翎健等[2]利用 RAPD标记对小麦光敏雄性
不育基因进行了定位。曹双河等[1]利用 SSR和 ISSR
标记对光温敏核雄性不育基因进行了定位。
何蓓如等[20]通过染色体转移技术将莫迦小麦(T.
macha)的 1Bs 染色体片段导入具有黏果山羊草细胞
质背景的普通小麦中, 育成了 YM 型小麦温敏雄性
不育系。导入 YM型小麦温敏不育系的莫迦小麦 1Bs
染色体上存在对黏果山羊草细胞质的雄性不育基因
(或温敏雄性不育基因)和与其连锁的提莫菲维小麦
细胞质雄性不育系(T 型)的恢复基因 Rf3, 两基因间
的交换值为(16.38±2.19)%[21]。董普辉等[22]通过缺体
定位, 将 YM 型小麦温敏不育系的来自莫迦小麦的
T型恢复基因 Rf3位于 1Bs染色体上, 并进一步利用
SSR 标记分析找到了与 Rf3 和不育基因 rfv1 连锁的
SSR引物 Xbarc8和 Xgwm18[23]。
董普辉等研究中获得的与 YM 型小麦温敏不育
系不育基因 rfv1 连锁的标记的遗传距离较大(>10
cM), 为了寻求遗传距离更近的连锁标记, 以对 YM
型温敏不育基因进行更精确的定位, 本试验以 YM
型温敏雄性不育系 ATM3314 为母本与恢复系中国
春构建 F2分离群体, 选取 1B 染色体短臂上的 SSR
标记, 构建 1Bs 局部遗传图谱, 采用数量性状定位
的方法对 YM型温敏雄性不育系不育基因的 QTL进
行定位分析, 以期为 YM 型小麦温敏雄性不育系不
育基因的克隆及分子标记辅助选择育种奠定基础。
1 材料与方法
1.1 植物材料
2008年 10月, 在西北农林科技大学农作一站试
验田秋播西北农林科技大学两系杂交小麦课题组选
育的YM型小麦温敏雄性不育系ATM3314和恢复系
中国春, 及其构建的 F2分离群体。
1.2 育性调查方法
抽穗前, 在 F2群体中随机选取 200 株进行单株
挂牌编号; 开花前对各挂牌单株套袋 2 穗自交; 灌浆
后期, 调查套袋穗的育性。以两穗自交结实率的平均
值作为单株育性。自交结实率(%)=[有效小穗基部两朵
小花的结实数/(有效小穗数×2)]×100%(国内法)。
1.3 基因组 DNA的提取与 BSA池的构建
采用 CTAB法[24]依次提取 F2群体各挂牌单株的
基因组 DNA。用琼脂糖凝胶电泳和紫外分光光度法
检测所提 DNA的质量及浓度。
根据 F2代分离群体育性调查结果, 选取 10株极
端不育株(自交结实率<5%)和极端可育株(自交结实
率>95%), 分别等量混合各单株 DNA, 组成不育(S)
和可育(F)近等基因池。
1.4 SSR标记检测
董普辉等[23]已将 YM型小麦温敏不育系不育基
因 rfv1定位于小麦的 1Bs染色体, 因此参照 Somers
等[25]公开的 SSR 引物序列, 选择并合成均匀分布于
1Bs上的 22对 SSR引物, 用于在亲本及不育和可育
池间选择多态性引物。为便于采用 Li-Cor遗传分析
仪(Li-Cor, 美国)对扩增产物进行检测, 引物合成时
在 SSR正向引物的 5′端添加M13正向测序引物序列
5′-CACGACGTTGTAAAACGAC-3′。在 PCR反应体
系中加入 3 条引物, 第 1 条是 5′端具有 M13正向测
序引物序列的 SSR 正向引物, 第 2 条为正常的 SSR
反向引物, 第 3条为 5′端带有 IRD800荧光集团标记
的 M13正向测序引物序列。
参照李会勇等 [26]和刘志斋等 [27]的描述, 10 μL
反应体系中含 10×PCR buffer 1.0 μL、MgCl2 (25
mmol L−1) 0.8 μL、dNTPs (2.5 mmol L−1) 1.0 μL、第
一条引物 0.2 μL (1.0 μmol L−1)、第二条引物 0.1 μL
(10 μmol L−1)、第三条引物 1 μL (1.0 μmol L−1)、Taq
DNA聚合酶(5 U μL−1) 0.15 μL、模板 DNA (100 ng
μL−1) 1.0 μL和 ddH2O 4.75 μL。
采用 Touchdown PCR程序, 95℃预变性 5 min;
95℃变性 45 s, 68℃退火 5 min (每循环降低 1℃), 72
℃延伸 1 min, 5个循环; 95℃变性 45 s, 63℃退火 2
第 12期 周菊红等: YM型小麦温敏雄性不育系不育基因的 QTL定位 2047


min (每循环降低 2℃), 72℃延伸 1 min, 4个循环; 95
℃变性 45 s, 55℃退火 2 min, 72℃延伸 1 min, 24个
循环; 最后 72℃延伸 10 min。于 4℃遮光保存 PCR
产物。
PCR产物加 6×Loading buffer 4 µL, 在 PCR仪
上 95℃变性 5 min, 在 Li-Cor 4300 遗传测序仪上,
采用 7%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳, 对扩增产物进行
荧光检测。
1.5 连锁图谱构建
根据电泳检测图片, 将与恢复系父本中国春相
同的带型记为“A”, 与不育系母本 ATM3314 相同的
带型记为“B”, 杂合带型记为“H”, 缺失的记为“—”,
运用 MAPMAKER/EXP 3.0软件[28]构建分子标记连
锁图谱 , 并用绘图软件 Map Draw V2.1[29]绘制连
锁图。
1.6 QTL定位分析
采用 WinQTLCart2.5[30]分析软件的复合区间作
图(composite interval mapping, CIM)法检测不育基
因的 QTL, LOD临界值为 2.5。
2 结果与分析
2.1 F2群体的育性表现
温敏不育亲本 ATM3314 和恢复系中国春的平
均自交结实率分别为 0 和 90.99% (图 1), 育性差异
十分明显。F2 代分离群体的育性连续分布, 平均自
交结实率为 65.27%, 偏斜度(−0.847)和峰值(−0.448)
的绝对值都小于 1, 表现出典型的数量性状遗传特
点[31], 适合进行 QTL分析。
2.2 小麦 1Bs的连锁图谱构建
从 22 对候选 SSR 引物中筛选出 7 对在亲本和
池间表现多态性(图 2), 占引物总数的 31.8%。用这
7 对引物对 F2代 200 个单株进行检测(图 3 和表 1),
其中 Xwmc818和 Xbarc60表现偏分离, 与其他标记
不连锁, 因此仅利用其余 5 个标记构建小麦 1Bs 的



图 1 F2代分离群体的育性分布
Fig. 1 Distribution of fertility in F2 population



图 2 引物 Xgwm413、Xgwm18、Xwmc406、Xwmc131和 Xbarc8在双亲及两池间的多态性
Fig. 2 Banding patterns of polymorphic makers Xgwm413, Xgwm18, Xwmc406, Xwmc131, and Xbarc8 between parents and
between sterile and fertile bulks
P1: ATM3314; P2: 中国春; S: 不育池; F: 可育池。
P1: ATM3314; P2: Chinese Spring; S: sterile bulk; F: fertile bulk.
2048 作 物 学 报 第 36卷



图 3 引物 Xgwm18和 Xwmc406在双亲、池间及部分 F2单株的扩增结果
Fig. 3 Amplification profile of primers Xgwm18 and Xwmc406 in parents, bulks, and partial individuals from F2 population
A: 引物 Xgwm18; B: 引物 Xwmc406; P1: ATM3314; P2: 中国春; S: 不育池; F: 可育池; 1~20: F2单株。
A: primer Xgwm18; B: primer Xwmc406; P1: ATM3314; P2: Chinese Spring; S: sterile bulk; F: fertile bulk; 1–20: individuals of F2 population.

局部遗传连锁图(图 4)。该图覆盖 1Bs染色体总长度
49 cM, 标记间平均长度为 12.25 cM。标记间平均距
离小于 15~20 cM, 符合小麦 QTL定位的必要条件[32]。
2.3 不育基因的 QTL分析
在 1Bs 染色体区段上检测到不育基因的 1 个主
效 QTL rfv1-1和 1个微效 QTL rfv1-2 (图 4和表 2)。
rfv1-1 位于区间 SSR 标记 Xgwm18 至 Xwmc406 之
间, 染色体区段为 31.0~41.6 cM, 该 QTL位于 37.0
cM处, LOD值为 8.80, 距标记Xgwm18的距离为 6.0
cM, 离最近标记 Xwmc406 的距离为 4.6 cM, 对表
型变异的贡献率为 23.91%, 其加性效应和显性效应
分别为 23.87和 10.44; rfv1-2位于标记 Xwmc406和
Xbarc8 之间, 染色体区段为 41.6~49.0 cM, 该 QTL
位于 45.6 cM处, LOD值为 3.10, 距两标记的距离分
别为 4.0 cM和 3.4 cM, 贡献率为 7.78%, 加性效应
和显性效应分别为 17.59和 5.99 (图 5)。可见恢复系
父本中国春对育性主要表现为加性效应。
3 讨论
3.1 YM小麦温敏雄性不育系育性的遗传控制
何蓓如等[20]在提莫菲维小麦细胞质背景下, 利
用莫迦小麦 1B 染色体上的 T 型恢复基因(Rf3)作为
选择标记, 将与其紧密连锁的莫迦小麦雄性不育温
敏基因(rfv1)导入普通小麦 3314 的核基因组, 获得
带有莫迦小麦 1B 染色体的有关育性片段材料
TM3314, 经回交导入黏果山羊草细胞质背景, 育成
KTM3314A(简称 YM3314)。宋喜悦等[33]通过利用 T
型细胞质背景材料的可育株在 K型细胞质下的育性
测交分析 , 发现 Rf3 和 rfv1 基因的交换值约为
16.54%, 连锁并不紧密。董普辉等[23]对基础遗传材
料 Tm3314 来自莫迦小麦 1Bs 染色体的 T 型恢复基
因 Rf3和 K型不育基因 rfv1的分子标记定位分析表
明, Xbarc8 和 Xgwm18 与 Rf3 基因的遗传距离分别
为 5.5 cM和 8.1 cM, 与 rfv1基因的遗传距离分别为
22.2 cM和 19.6 cM, 且两个标记位于 2个育性基因
之间, 可应用于带有莫迦小麦有关育性片段的分子
标记辅助选择。
本研究通过复合区间作图法将 YM 型小麦温敏
雄性不育系 ATM3314 1Bs 上不育基因的 2 个 QTL
分别定位于标记 Xgwm18 至 Xwmc406 (遗传距离
6.0 cM和 4.6 cM)和 Xwmc406至 Xbarc8 (遗传距离
4.0 cM和 3.4 cM)之间(图 4和图 5)。因本试验所定
位的不育基因位点与董普辉等[23]研究中标记的不育
基因 rfv1 均为导入 YM 型温敏不育系莫迦小麦 1Bs
片段上的不育基因, 为同一个不育基因, 因此将这
两个 QTL分别命名为 rfv1-1和 rfv1-2。与董普辉等
的研究结果相比, 检测到一个与 rfv1-1 和 rfv1-2 连
锁的新标记 Xwmc406, 且遗传距离均在 5 cM 之内
(4.0 cM和 4.6 cM), 增加了 YM型育性基因分子标
记辅助选择的可靠性和精确性。rfv1-1 和 rfv1-2 距
Xbarc8 的遗传距离分别为 12.0 cM 和 3.4 cM, 距
Xgwm18的遗传距离分别为 6.0 cM和 14.6 cM, 比董
普辉等检测的遗传距离更小、定位更精确, 为 YM
型不育基因更进一步的定位与克隆研究奠定了基
础。rfv1-1 位点可解释遗传变异的 23.91%, 一般认
为解释率大于 20%的 QTL 是主基因位点[34], rfv1-2
位点的贡献率为 7.78%, 为一微效 QTL。由图 5 可
知, 两 QTL rfv1-1和 rfv1-2相距 8.6 cM, 遗传距离
较近, 而且本研究所用定位群体为一临时群体, 构
建的 1Bs 局部连锁图标记量较少、不够精密, 因此
定位得到的两个 QTL也可能为同一个 QTL。这 2个
位点的关系有待进一步验证。
第 12期 周菊红等: YM型小麦温敏雄性不育系不育基因的 QTL定位 2049


表 1 ATM3314×中国春 F2群体单株自交结实率及分子标记带型
Table 1 Percentage of filled grain by selfing and banding patterns of molecular markers in individuals of F2 population from
ATM3314 × Chinese Spring
株号
Line
FGP
(%) M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
株号
Line
FGP
(%) M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
1 0 B B B B H H H 101 38.3 A A H A A A A
2 84.5 H H H H B H H 102 72.1 H B — H B H B
3 51.0 H H H B H B H 103 26.0 H H H H H A B
4 29.5 B H H H H H A 104 80.1 A A A A H B B
5 86.3 H H H H B A B 105 2.5 H H H H H B A
6 33.3 A A A A H A H 106 22.1 H H H H H A B
7 27.0 B H B H H B H 107 79.2 A A A A A B H
8 79.5 A A A A H H B 108 48.8 A A H H A B A
9 29.1 B H H H H B H 109 37.8 A A H H H H B
10 83.3 H H H A A A H 110 24.5 B B B B B A H
11 87.7 H H H H B H H 111 24.1 H H H H A H H
12 67.6 H H H H A B A 112 48.6 B B B H H A A
13 87.8 H A A A B B — 113 73.3 H H H H A H H
14 32.9 H B H B H H B 114 39.6 A H H H H H H
15 93.7 A A H A A A H 115 94.0 H A H A A H H
16 41.5 H H H A H B B 116 22.1 H B H H B H H
17 50.0 A A A A A A H 117 72.2 H H H H H B H
18 21.6 H B A A H B H 118 98.0 A H A A H H H
19 88.2 A A A A A H B 119 93.3 A A A A A H H
20 15.3 H H H A H A A 120 2.8 B B B B H H B
21 80.2 H H H H H A H 121 72.3 H H H H B B A
22 63.2 H H H H H B A 122 0 B H B H B H A
23 18.3 B B B B H H B 123 81.0 A A A A A H A
24 2.9 B B B B B H A 124 80.1 H H H H H H B
25 83.6 H H H H H B H 125 68.7 H A H A H H B
26 86.7 H H H H H B H 126 25.2 H H H H H H A
27 81.7 H H H H A H H 127 88.4 H H H H H A B
28 92.2 H A H A A B B 128 52.4 H H H A H B B
29 27.6 H H H H B H A 129 0 H H H H H A H
30 45.0 B B B B H H H 130 71.3 H B B H H A B
31 86.4 A A A H H B A 131 18.2 H H H H H B H
32 68.7 H A H A — A A 132 87.1 A A H A A A H
33 75.6 H H H H H H A 133 91.8 A A A A A H A
34 21.0 A A H A A H H 134 28.1 H H H H H H H
35 19.9 B B B B H H H 135 86.4 H H H A H H A
36 85.7 H H H B H H A 136 93.2 H H H A H H A
37 84.3 H H A A A B B 137 56.3 H H H A H A A
38 71.0 B H B A H B A 138 72.3 H H H H B B A
39 73.6 H H H H H H H 139 86.9 A A A A H A A
40 63.5 A H A H H B H 140 81.7 H A A A H A A
41 58.2 A H H H H H H 141 51.2 H H H H B H H
42 45.8 H A H A H A B 142 86.4 H H H A H H B
43 75.9 H H H H H H H 143 77.3 H H H A H H H

2050 作 物 学 报 第 36卷

(续表 1)
株号
Line
FGP
(%) M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
株号
Line
FGP
(%) M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
44 53.1 B B B B H H A 144 36.9 H H H A H H H
45 51.4 H H H H B A H 145 66.0 H A H A A A H
46 64.6 B H H H H H A 146 95.3 A A A A B H H
47 87.7 A A A A A — H 147 85.0 A H A H H A A
48 84.2 H B H H H A A 148 39.8 H H B A H B H
49 67.1 H H H H H B H 149 86.7 A H A H B H H
50 8.2 H H H H H A H 150 89.6 H B H H H B A
51 91.9 H H H H H H A 151 42.1 B B B H H H A
52 66.8 H H H H H B A 152 79.2 H H — A B B A
53 45.8 B H B H H B H 153 93.6 A A A A A B H
54 95.1 H H H A H H A 154 0 B B B B H H H
55 0 H H H H H H H 155 67.2 A A A A H H A
56 86.6 B B H B H H A 156 73.3 H H H A H B B
57 79.5 H H H H H A B 157 85.4 H H H H H H H
58 74.0 H H H H H A H 158 85.3 H A A A A B B
59 17.3 B B B B H H A 159 97.6 H A H A H B B
60 60.3 A A A A A B B 160 76.9 H A H H H B B
61 73.7 A A A A H H B 161 72.5 A A A A A H H
62 7.7 H B — B H A H 162 91.2 B A A A B B A
63 65.1 H H H H H H B 163 93.9 A A A A — A A
64 86.0 A A A A A A H 164 72.6 H H H H H B H
65 85.8 A A H A A H A 165 75.0 H H H H H H A
66 90.8 A A H A A A B 166 60.5 A H A H H A H
67 94.2 H H H H H A A 167 3.6 H B H H H B H
68 96.9 A A A A H A H 168 96.2 H A A A — H A
69 20.3 A A H A A B H 169 49.2 H H H H H H B
70 83.6 H H H H H A H 170 42.5 H H H H H B H
71 84.2 H H H H H B B 171 85.8 H H — H A H H
72 98.7 A A H A A H B 172 76.3 H H H H H H A
73 7.8 H H H H H A H 173 91.0 A A A A A A H
74 74.7 A H H H H H H 174 84.0 A H A H H A A
75 60.7 A A A A A H A 175 98.9 H H B A — H A
76 33.5 H H H H H B H 176 92.1 H A A A H H H
77 45.3 H H H A H H H 177 64.5 H H H H H A H
78 78.1 A A A A A A H 178 94.4 A A A A A H B
79 74.7 B H B H H A A 179 78.4 H H H H H A H
80 90.2 H H H H H B A 180 89.6 B B B H H A B
81 87.1 A A A A A B A 181 86.0 A A A A A B B
82 81.7 A A A A A H H 182 94.6 A A A A A A H
83 92.1 A A A A A B B 183 85.6 H H H H H B A
84 89.3 H H H H H H A 184 40.9 H H H H H H B
85 59.4 H H H H H H H 185 34.3 B A H A A H B
86 75.2 A A A A A H H 186 86.9 A A A A B A B
87 94.3 H H H H H H H 187 91.5 H H H H H H A
88 58.5 H H — H H H H 188 88.5 A A A A A H A
第 12期 周菊红等: YM型小麦温敏雄性不育系不育基因的 QTL定位 2051


(续表 1)
株号
Line
FGP
(%) M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
株号
Line
FGP
(%) M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7
89 87.5 A A A A A H B 189 84.1 H H H H H B B
90 89.8 H A A A H A H 190 41.6 H A H A H — A
91 33.5 H A H A H A H 191 39.7 H A A A A B B
92 69.2 H H H H H H A 192 69.6 H H H H H — B
93 85.8 A A A A H B A 193 53.0 H H H H H H B
94 85.8 A A A A A H H 194 78.4 A A A A A A H
95 82.0 H H H A H B H 195 60.1 H H H H H H H
96 40.8 H H H H A A H 196 70.1 H H H H H H A
97 86.6 A A H A A A H 197 85.1 A H A A H B B
98 77.1 A A H A — H H 198 88.5 A A A A A H H
99 97.2 H H — A B H H 199 65.3 H H H H H A A
100 86.9 A H H H B H B 200 95.6 H — H H H H B
FGP: 结实率; M1: Xwmc406; M2: Xgwm18; M3: Xbarc8; M4: Xgwm413; M5: Xgwm131; M6: Xbarc60; M7: Xwmc818。A: 与父本
带型相同; B: 与母本带型相同; H: 杂合带型; —: 数据缺失。
FGP: percentage of filled grain; M1: Xwmc406; M2: Xgwm18; M3: Xbarc8; M4: Xgwm413; M5: Xgwm131; M6: Xbarc60; M7:
Xwmc818. A: banding pattern same as Chinese Spring; B: banding pattern same as ATM3314; H: heterozygotic banding pattern; —: data not
available.



图 4 小麦 1Bs的局部连锁图谱及目标 QTL的位置
Fig. 4 Partial linkage map of 1Bs chromosome of wheat and
chromosomal positions of target QTLs
五角星表示QTL所在位置。Stars show the location of target QTLs.

3.2 不育基因的遗传与标记分析的方法
小麦育性基因定位的常规方法是单体分析、缺
体分析、端体分析等, 而雄性不育材料只能做母本,
因此雄性不育基因的定位难以采用常规的单体分析
进行, 且常规的染色体定位方法繁杂、准确性差[35]。
近年来, 随着DNA分子标记技术的发展及小麦遗传
图谱的构建, 对小麦光温敏雄性不育基因的定位也
进入了分子水平。Xing等[19]采用 SSR和 AFLP标记、
曹双河等[1]采用 SSR 和 ISSR 标记、胡银岗等[36]利
用 AFLP 技术、马翎健等[2]等通过 RAPD 技术、郭
瑞星等[37]利用 SSR标记技术分别对几类小麦光温敏
不育基因进行了定位。
以上定位方法中均根据育性数据人为划分和确
定分离群体中各单株的基因型, 而育性是一个典型
的数量性状, 育性性状在后代呈连续分布, 上述方
法人为主观性和随意性大, 影响基因定位和标记分
析的准确性, 而采用 QTL分子标记法可直接将育性
表型数据与遗传图谱上各个分子标记区间的可能位
置分别进行检测, 从中筛选出一个最佳 QLT 位置方
案, 与前者相比定位更准确、更精细。随着 QTL分
子标记法及相关软件的出现与发展, 近几年, 已相
继有学者利用此方法展开了对小麦光温敏不育基因
定位的研究。Guo等[38]对小麦光温敏不育系 337S/华
麦 8 构建的 F2群体利用 BSA 和 SSR 标记技术进行
分析, 找到 2个主效基因 wptms1和 wptms2, 分别位
于 5B 和 2B 染色体。池慧芳 [39]对光温敏不育系
BS210/O201构建的 DH 系利用 BSA 和 SSR标记技
术进行分析, 将育性主效 QTL 分别定位在 2A、2B
和 3A染色体区段上。

表 2 不育基因座在小麦 1Bs染色体上的定位结果
Table 2 QTLs for male sterile gene on 1Bs chromosome of wheat
位点
QTL
标记区间
Marker interval
遗传距离
Genetic distance
LOD值
LOD score
贡献率
Phenotypic variation explained (%)
加性效应
Additive effect
显性效应
Dominant effect
rfv1-1 Xgwm18–Xwmc406 10.6 8.80 23.91 23.87 10.44
rfv1-2 Xwmc406–Xbarc8 7.4 3.10 7.78 17.59 5.59
2052 作 物 学 报 第 36卷



图 5 小麦 1Bs染色体片段的 LOD值分布
Fig. 5 LOD score distribution on chromosome 1Bs of wheat
两个 QTL在 H3假设(a≠0, d≠0)下的 LOD值; 坐标数据为染色体号、遗传距离和 LOD值。
Two QTLs are under the H3 hypothesis (a ≠ 0, d ≠ 0) of the LOD value; Coordinate data are the chromosome number, genetic distance, and
LOD values.

本研究选用 F2代定位群体的 200个株系进行分
析, 构建了一个包含 5 个 SSR标记的 1Bs局部连锁
图, 并初步将 YM型温敏雄性不育系 ATM3314不育
基因的 QTL 定位于 5 cM 之内, 对 YM型温敏雄性
不育系更深入的研究具有一定的参考意义, 下一步
需采用容量更大的永久性定位群体并在该标记与
QTL之间进一步查找或设计特异引物对该QTL进行
高分辨率的精细定位, 为该基因的克隆和分子标记
辅助选择提供理论依据。
4 结论
在 1Bs染色体上初步定位了 YM型小麦温敏雄
性不育基因 2个 QTL, 分别位于 SSR标记 Xgwm18
至 Xwmc406和 Xwmc406至 Xbarc8区段的 5 cM之
内, 为该类不育系标记辅助选择奠定了基础。这 2个
QTL距离较近, 是否为同一 QTL, 尚需验证。
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