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小麦是补充人体微量营养素的基础食物。然而,现代栽培小麦中微量营养素的含量偏低或生物利用有效性差,远不能满足人体对必需微量营养素的最低摄入要求。通过"生物强化"是提高小麦微量营养素含量的有效途径。野生二粒小麦(Triticum dicoccoides,AABB,2n=4x=28)是栽培硬粒小麦(T.durum,AABB,2n=4x=28)和普通小麦(T.aestivum,AABBDD,2n=6x=42)的祖先种,具有高Fe、Zn、Mn含量特性,是普通小麦微量营养素遗传改良的重要资源材料。本研究对以野生二粒小麦D1为父本与普通小麦高产弱筋品种川农16 (CN16)为母本远缘杂交的渐渗系(≥F12),及其进一步与其它普通小麦杂交的衍生系,和有关亲本共163份材料,在四个环境下的籽粒Fe、Zn、Mn含量进行测定,并利用覆盖小麦全基因组的13116个DArT标记进行了微量元素含量的全基因组关联分析(GWAS)。共鉴定了14个与籽粒Fe、Zn、Mn含量相关的高可信度显著标记-性状关联(MTA)位点,其中9个为新位点。在染色体3B、4A、4B、5A和7B上共鉴定到6个位点与Fe含量显著相关;在1A和2A上有3个位点与Zn含量显著相关;5B染色体上有5个与Mn含量有关的位点。这些位点对千粒重无负效应。结合表型数据,共筛选出61份兼具高千粒重和高Fe、Zn、Mn特性的生物强化材料,有效地拓宽了小麦优质-高产育种的遗传基础。