小麦是（Tricum aestivum L.)世界上最重要的谷类作物之一。它是人类碳水化合物、蛋白质和膳食纤维的主要来源。蛋白质和淀粉是小麦籽粒的重要组成部分，影响小麦的产量和加工品质。小麦籽粒含有8%~20%的蛋白质和85%的碳水化合物，其中大部分是淀粉。
2023年6月,山东农业大学农学院发表在"Frontiers in Plant Science"杂志上的以"Genetic dissection of protein and starch during wheat grain development using QTL mapping and GWAS"为题目的论文。该研究利用256个稳定系的重组自交系(RIL)群体和205份小麦材料，在两种环境下，对小麦开花后7、14、21和28天的籽粒蛋白质含量(GPC)、谷蛋白高分子含量(GMP)、支链淀粉含量(GApC)和直链淀粉含量(GAsC)进行QTL定位和全基因组关联研究(GWAS)。
其结果如下：
1.在15条染色体上共发现29个无条件qtl、13个条件qtl、99个无条件标记性状关联(MTAs)和14个条件标记性状关联(MTAs)与4个品质性状显著相关(p < 10−4)，表型变异解释(PVE)范围为5.35% ~ 39.86%。
2.在这些基因组变异中，检测到GPC的三个主要qtl [QGPC3B、QGPC2A和QGPC(S3|S2)3B]以及3A和6B染色体上的SNP簇，其中TA005876-0602 SNP在这三个时期在自然群体中稳定表达。
3.QGMP3B位点在2种环境下的3个发育阶段被检测到5次，PVE为5.89% ~ 33.62%，在3A和3B染色体上发现了与GMP含量相关的SNP簇。对于GApC, QGApC3B。1个位点PVE最高，为25.69%，在4A、4B、5B、6B和7B染色体上发现SNP簇。
4.在21和28 DAA处检测到GAsC的4个主要qtl。最有趣的是，QTL定位和GWAS分析表明，4条染色体(3B、4A、6B和7A)主要参与蛋白质、GMP、支链淀粉和直链淀粉合成的发育。其中，3B染色体上的wPt-5870-wPt-3620标记区间似乎是最重要的，因为它在7 DAA之前的GMP和支链淀粉的合成，14 - 21 DAA期间蛋白质和GMP的合成以及21 - 28 DAA期间GApC和GAsC的发育中发挥了重要作用。利用IWGSC中国春季RefSeq v1.1基因组组装的注释信息，预测了28和69个候选基因，而主要位点的基因分别来自QTL定位和GWAS。它们大多对籽粒发育过程中蛋白质和淀粉的合成有多重影响。
表1 RIL群体籽粒发育过程中蛋白质、GMP、支链淀粉和直链淀粉含量的无条件QTL分析
图1 RIL群体2年4个阶段4个品质性状的qtl
表2 RIL群体籽粒发育过程中蛋白质、GMP、支链淀粉和直链淀粉含量的条件QTL分析
表3 自然群体籽粒发育过程中GPC、GMP、GApC和GAsC的无条件GWAS
表4自然种群籽粒发育过程中GPC、GMP、GApC和GAsC的条件GWAS
结论：
在籽粒发育过程中，共检测到4个性状的10个无条件主要qtl、7个条件主要qtl和36个无条件主要mta。已鉴定出多效性qtl / mta。4条染色体主要参与蛋白质、GMP、支链淀粉以及直链淀粉的合成。在主要基因座上分别预测到28个和69个重要基因，其中大多数基因在籽粒发育过程中对蛋白质和淀粉合成有多重影响。综上所述，我们的研究提供了新的见解，增加了我们对籽粒发育过程中蛋白质和淀粉合成的遗传信息的理解，并将有助于我们了解小麦育种计划中籽粒蛋白质和淀粉之间的调控网络。
