农业生物技术学报

作者：李颜方, 刘燕, 杜晓芬, 王智兰, 韩康妮, 连世超, 李禹欣, 张林义, 王军

单位：1 山西农业大学 谷子研究所/山西省后稷实验室,长治 046011; 2 山西农业大学 农学院,太谷 030801

关键词：谷子,多环境,主基因+多基因模型,遗传分析,

基金：国家重点研发计划(2018YFD1000700); 国家重要特色物种谷子育种联合攻关(NYGG19-2); 山西省现代农业产业技术体系(2024CYJSTX04-01); 山西省基础研究计划(202203021212453)

谷子(Setaria italica)高产育种的关键目标包括优化植株高度、增加单穗重量及提升单穗籽粒重量。为探究谷子株高、单穗穗重和单穗粒重的遗传规律,本研究以'矮宁黄'为母本,'晋谷21'为父本进行杂交,构建重组自交系(recombinant inbred line, RIL)群体,2019~2021年在山西省不同生态条件下的7个环境种植,利用R软件包SEA v2.0对RIL群体的株高、单穗穗重和单穗粒重等性状进行主基因+多基因混合遗传模型分析。结果表明,株高、单穗穗重和单穗粒重三者显著相关,其中单穗穗重与单穗粒重的相关系数为0.98 (P≤0.001)。株高的最优模型为多基因模型PG-AI,多基因遗传率为97.56%;单穗穗重的最优模型为多基因模型PG-A,多基因遗传率为84.04%,以加性效应为主,多基因加性效应值为-2.95,表现为负向遗传效应;单穗粒重的最优模型为MX2-ED-A,受2对具有显性上位性的主基因及加性多基因共同调控,其中主基因遗传率为62.53%,多基因遗传率为50.52%,第2对主基因的加性效应占主导,加性上位性互作效应值为-11.50,表明存在负向的遗传影响。谷子株高与单穗穗重的最优遗传模型相似,均表现出多基因遗传特征,具有较高的遗传率,且受环境因素的影响相对较小;相比之下,单穗粒重的遗传受到主基因与多基因混合遗传模式的控制。本研究对谷子株高、单穗穗重和穗粒重等关键性状的遗传改良和基因定位提供理论参考。

来源：2025年第3期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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