1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
本课题的意义：
中国作为一个人口占了世界人口的1/5的发展中国家，粮食问题一直是中国亟需解决的大问题。小麦是我国最重要的粮食作物之一，如何培育高产优质的小麦品种成为解决中国粮食问题的关键问题之一。正确选择亲本材料进行杂交配组是能否选出小麦优良品种的关键。品种的选育在双亲选择上既要遵循优点多、缺点少、性状互补等原则，亲本的优良性状同时还必须具有较强的配合力（Combining Ability, CA），因为决定优良性状传递的主要因素就是配合力。在小麦杂交育种选育工作中，了解各亲本性状的配合力是很有必要的，这样以便根据各亲本性状配合力的情况，在杂交早代选留有希望的杂交组合或组配优良杂交组合，以减少育种工作的盲目性【1】。特殊配合力（Specific Combining Ability, SCA）指两个特定种群杂交时，杂种后代获得生产力的表现能力，特殊配合力良好，即说明两个特定种群杂交时，能获得良好的杂种优势。了解配合力的产生和组合方式，根据育种目标选择高配合力的亲本组合，一直都是育种家提高育种效率的关键手段。因为配合力是一个由多基因控制的复杂性状，所以配合力的遗传基础还不甚明确。本研究希望通过从基因组水平上了解决定产量的主要性状的特殊配合力的遗传机制来为小麦的育种提供更多依据。
国内外研究概况：
2. 研究的基本内容和问题
研究目标：
本研究通过对产量及其组成因子配合力的QTLs进行初步定位，明确产量相关因子特殊配合力QTLs在基因组中的分布特点。研究内容：
(1) 利用南大2419望水白组合的136个重组自交系与5个小麦品种进行半双列杂交配组，杂交产生5136个组合的F1株系。
3. 研究的方法与方案
研究方法：
(1) 利用重组自交系分别与5个测验种杂交，构建5136组合的F1杂交群体；
(2) 对F1群体进行表型数据测定、统计和分析；
(3) 利用136个RILs及其亲本，构建分子连锁遗传图谱；
(4) 结合分子标记遗传图谱进行QTL定位；
技术路线：
南大2419 |
望水白 |
F1 |
自交 |
RILs F8 |
5个测验种 |
5个TC群体： |
半双列杂交 |
TC1 TC2 TC3 TC4 TC5 |
分子连锁图谱 |
特殊配合力的初步定位 |
产量因子表型测定及配合力估计 |
实验方案：
(1) 杂交群体构建：利用136个RILs F8株系作为父本，5个测验种扬麦158、川麦42、国麦301、郑麦9023和宁麦9号作为母本，按照NCII设计配组杂交【14】。最终产生5136组合的F1杂交群体（TC群体）。
(2) TC和RILs群体、亲本材料种植于南京农业大学江浦实验基地。实验按照完全随机区组设计，设置两个重复。每个小区1行，设置为15025 cm，15个单株，单株间距10cm。
(3) 数据统计和分析：每个小区内去除最外面的两个单株，随机取5-10个单株，调查株高（PH）、单株穗数（NT），穗粒数（SPN），千粒重（HGW）等表型值，计算单株产量（WP）。根据《育种总论》描述的公式计算一般配合力（GCA）和特殊配合力（SCA），GCAi＝Xi－Xi（其中Xi是以i行RIL株系为父本的5个F1的表型均值，Xi是TC群体的总均值）。RILs和TCs群体的性状表型数据均在Microsoft Excel 2007中使用统计工具进行分析。
(4) QTL定位：根据5个TC群体计算136个RILs株系的产量性状一般配合力，形成RILs株系的GCA表型数据。根据每个TC群体计算136个RILs株系与特定测验种的产量性状一般配合力，形成RILs株系的SCA表型数据。通过复合区间作图软件Mapmaker/QTL V.1.9进行QTL的区间作图，QTL的显著性阈值设为LOD＝2.0【15】。
可行性分析：
(1) 本课题依托应用植物基因组学实验室，实验室在小麦产量等基因的定位等方面有坚实的基础，已经从普通小麦中定位了多个与穗数、穗粒数、粒重等产量性状相关的QTLs。
(2) 在实验室前期研究中，利用136个RILs已经构建了一个包含887个分子标记，覆盖整个基因组的高密度分子连锁图谱，这些资源是开展本研究的有利条件。
(3) 本实验选择的材料重组自交系的亲本之一南大2419是我国一个非常重要的小麦骨干亲本，该材料具有良好的配合力。利用这136个RILs和5个测验种为实验材料，可以从基因水平研究产量因子的配合力，为小麦育种提供理论依据。
(4) 通过利用实验室先进的实验器材和实验设备，为课题的顺利进行提供了物质上的支持，同时，本课题的指导教师具有坚实的分子生物学基础。在老师的指导下，本课题的学生认真进行实验，使课题能顺利进行.
4. 研究创新点
到目前为止，小麦中尚未见到利用分子标记对配合力进行遗传研究的报道。本研究利用半双列杂交方法，结合分子标记和覆盖全基因组的连锁遗传图谱，对产量因子配合力进行QTL作图和分析，可以从基因组水平阐述配合力的遗传机制，为育种工作提供理论依据。
5. 研究计划与进展
2013.07-2013.08 对收获的F1杂交种进行考种，测定两个主要性状：穗粒数和粒重，计算综合性状单株产量，分析数据，获得5个主要性状的配合力表型数据。完成表型分析。
2013.09-2013.10 利用分子连锁图谱和136个RILs的基因型数据，结合配合力表型，进行QTL作图，完成QTLs的初步定位。
