【目的】干旱是限制小麦生产最主要的逆境因子之一。挖掘、鉴定优异抗旱新种质、克隆抗旱新基因,以期丰富我国小麦抗旱遗传基础,为小麦抗旱遗传改良提供材料。【方法】以198份从国际干旱地区农业研究中心(ICARDA)引进的抗旱种质为材料,...【目的】干旱是限制小麦生产最主要的逆境因子之一。挖掘、鉴定优异抗旱新种质、克隆抗旱新基因,以期丰富我国小麦抗旱遗传基础,为小麦抗旱遗传改良提供材料。【方法】以198份从国际干旱地区农业研究中心(ICARDA)引进的抗旱种质为材料,采用PEG-6000模拟干旱方法,通过调查苗期干旱和正常条件下的地上部鲜重、地下部鲜重、生物量和根冠比4个性状,鉴定、评价其抗旱性,结合660K SNP芯片对其抗旱性进行全基因组关联分析,发掘抗旱性相关染色体区间及关联位点,结合干旱胁迫下根等多组织的表达量数据,筛选抗旱性相关基因,最后以强抗旱性品系IR214和干旱敏感品系IR36为材料,利用qRT-PCR方法对候选基因进行验证,并分析关键候选基因的优异单倍型。【结果】干旱胁迫下,小麦的生长发育受到显著抑制,各性状表型均显著低于正常对照,不同小麦品系间也表现出显著差异,4个性状在2种处理下均呈现正态分布,变异系数为0.363—0.760,多样性指数为0.310—0.400;基于加权隶属函数值(D值)综合评价各个品种的抗旱性,发现品系IR214的D值最大,为0.851,其次为IR92、IR213、IR235和IR218等,它们可作为新的优异抗旱种质;在此基础上,通过全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),共检测到102个与4个性状抗旱系数显著关联的SNP位点,表型变异解释率范围为1.07%—38.70%,其中,与地上部鲜重相关的位点60个、地下部鲜重相关位点1个、生物量相关位点36个以及根冠比相关位点5个;基于基因组注释信息,筛选到31个抗旱相关基因,结合根等不同组织的RNA-seq数据,筛选出4个抗旱候选基因,对差异表达的候选基因进行qRT-PCR验证,鉴定到2个关键抗旱候选基因;最后,分析候选基因的单倍型效应,发现TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点,2种基因型在抗旱性状上具有显著差异,是潜在的功能位点。【结论】共检测到102个与苗期抗旱性显著关联的位点,筛选出TraesCS5B02G053500和TraesCS6A02G048600 2个关键候选基因,TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点是潜在的抗旱性功能位点。展开更多
生理调控是小麦应对干旱胁迫的主要途径,解析小麦抗旱相关生理性状的遗传基础,发掘利用分子标记将为小麦抗旱性的高效改良提供有力支撑。本研究以加倍单倍体(DH)群体(旱选10号×鲁麦14)的150个株系为材料,利用小麦660K SNP芯片及SS...生理调控是小麦应对干旱胁迫的主要途径,解析小麦抗旱相关生理性状的遗传基础,发掘利用分子标记将为小麦抗旱性的高效改良提供有力支撑。本研究以加倍单倍体(DH)群体(旱选10号×鲁麦14)的150个株系为材料,利用小麦660K SNP芯片及SSR标记构建高密度遗传图谱,解析不同水分环境下孕穗期及灌浆中期小麦冠层温度(CT)、叶绿素含量(SPAD value)和植被覆盖指数(NDVI)的遗传基础。遗传图谱覆盖小麦21条染色体,分为30个连锁群,总长度4082.44 c M,标记间平均距离为2.20 c M。共检测到抗旱相关生理性状QTL 86个,分布于除3D以外的20条染色体上。冠层温度、叶绿素含量和植被覆盖指数的QTL数目分别为30、40和34个;17个QTL具有一因多效性,其中4个QTL与冠层温度和植被覆盖指数相关,8个QTL与冠层温度和叶绿素含量相关,7个QTL与叶绿素含量和植被覆盖指数相关,位于4D染色体的QPT52与3种性状均相关。本研究为小麦抗旱基因挖掘及分子育种提供了参考信息和技术支撑。展开更多
根系建成(RSA,Root system architecture)决定根系系统的构成,在作物生长发育过程中起着不可替代的作用。解析小麦根系建成遗传机制、选育具有较好根系建成的品种对于小麦高产、抗逆育种具有十分重要的意义。全基因组关联分析(GWAS)是...根系建成(RSA,Root system architecture)决定根系系统的构成,在作物生长发育过程中起着不可替代的作用。解析小麦根系建成遗传机制、选育具有较好根系建成的品种对于小麦高产、抗逆育种具有十分重要的意义。全基因组关联分析(GWAS)是解析小麦复杂数量遗传性状遗传机制的有效方法。本研究基于全基因组关联分析方法,发掘根系建成相关性状关联位点,以期为小麦根系建成分子育种提供参考。对160份来自于河南和山东等地的小麦品种根系建成相关性状(总根长、总根表面积、总根体积、平均根直径和根尖数)进行统计评价,并结合660K SNP芯片数据进行全基因组关联分析。检测到23个关联位点,分布于1A、2A、2B、3B、4A、5A、5B、5D、6A、6B和7B染色体上,解释7.2%~12.8%的表型变异。其中,11个位点与已报道的位点一致,其他12个位点为新的位点。本研究对于解析根系建成遗传机制,选育高产、抗逆小麦品种具有重要意义。展开更多
氮元素在粮食作物生长和发育过程起着不可替代的作用。发掘氮素利用效率相关基因对于提升小麦产量、减少环境污染具有重要意义。植株根系构型(root system architecture,RSA)代表着根系的结构及空间造型,显著受氮素水平影响。本研究在...氮元素在粮食作物生长和发育过程起着不可替代的作用。发掘氮素利用效率相关基因对于提升小麦产量、减少环境污染具有重要意义。植株根系构型(root system architecture,RSA)代表着根系的结构及空间造型,显著受氮素水平影响。本研究在正常供氮和缺氮两种氮素水平下,对160份来自黄淮冬麦区和北部冬麦区普通小麦品系的根系构型相关性状(总根长、总根表面积、总根体积、平均根直径和根尖数)进行统计,并结合小麦660K SNP(single nucleotide polymorphism)芯片基因分型数据对根系相关性状的相对值进行全基因组关联分析,以期发掘氮素利用效率相关位点。本研究检测到34个与氮素利用效率显著关联的SNP位点,可解释6.9%~15.4%的表型变异。关联位点在所有染色体均有分布,主要集中于1A、2B、3B、5B、6A、6B和7A染色体。11个位点与已报道位点重叠或接近,其他23个位点可能为新的位点。另外,在3B染色体上发现一个编码E3泛素连接酶的候选基因。展开更多
文摘【目的】干旱是限制小麦生产最主要的逆境因子之一。挖掘、鉴定优异抗旱新种质、克隆抗旱新基因,以期丰富我国小麦抗旱遗传基础,为小麦抗旱遗传改良提供材料。【方法】以198份从国际干旱地区农业研究中心(ICARDA)引进的抗旱种质为材料,采用PEG-6000模拟干旱方法,通过调查苗期干旱和正常条件下的地上部鲜重、地下部鲜重、生物量和根冠比4个性状,鉴定、评价其抗旱性,结合660K SNP芯片对其抗旱性进行全基因组关联分析,发掘抗旱性相关染色体区间及关联位点,结合干旱胁迫下根等多组织的表达量数据,筛选抗旱性相关基因,最后以强抗旱性品系IR214和干旱敏感品系IR36为材料,利用qRT-PCR方法对候选基因进行验证,并分析关键候选基因的优异单倍型。【结果】干旱胁迫下,小麦的生长发育受到显著抑制,各性状表型均显著低于正常对照,不同小麦品系间也表现出显著差异,4个性状在2种处理下均呈现正态分布,变异系数为0.363—0.760,多样性指数为0.310—0.400;基于加权隶属函数值(D值)综合评价各个品种的抗旱性,发现品系IR214的D值最大,为0.851,其次为IR92、IR213、IR235和IR218等,它们可作为新的优异抗旱种质;在此基础上,通过全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),共检测到102个与4个性状抗旱系数显著关联的SNP位点,表型变异解释率范围为1.07%—38.70%,其中,与地上部鲜重相关的位点60个、地下部鲜重相关位点1个、生物量相关位点36个以及根冠比相关位点5个;基于基因组注释信息,筛选到31个抗旱相关基因,结合根等不同组织的RNA-seq数据,筛选出4个抗旱候选基因,对差异表达的候选基因进行qRT-PCR验证,鉴定到2个关键抗旱候选基因;最后,分析候选基因的单倍型效应,发现TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点,2种基因型在抗旱性状上具有显著差异,是潜在的功能位点。【结论】共检测到102个与苗期抗旱性显著关联的位点,筛选出TraesCS5B02G053500和TraesCS6A02G048600 2个关键候选基因,TraesCS6A02G048600的AX-86174509位点是潜在的抗旱性功能位点。
文摘生理调控是小麦应对干旱胁迫的主要途径,解析小麦抗旱相关生理性状的遗传基础,发掘利用分子标记将为小麦抗旱性的高效改良提供有力支撑。本研究以加倍单倍体(DH)群体(旱选10号×鲁麦14)的150个株系为材料,利用小麦660K SNP芯片及SSR标记构建高密度遗传图谱,解析不同水分环境下孕穗期及灌浆中期小麦冠层温度(CT)、叶绿素含量(SPAD value)和植被覆盖指数(NDVI)的遗传基础。遗传图谱覆盖小麦21条染色体,分为30个连锁群,总长度4082.44 c M,标记间平均距离为2.20 c M。共检测到抗旱相关生理性状QTL 86个,分布于除3D以外的20条染色体上。冠层温度、叶绿素含量和植被覆盖指数的QTL数目分别为30、40和34个;17个QTL具有一因多效性,其中4个QTL与冠层温度和植被覆盖指数相关,8个QTL与冠层温度和叶绿素含量相关,7个QTL与叶绿素含量和植被覆盖指数相关,位于4D染色体的QPT52与3种性状均相关。本研究为小麦抗旱基因挖掘及分子育种提供了参考信息和技术支撑。
文摘根系建成(RSA,Root system architecture)决定根系系统的构成,在作物生长发育过程中起着不可替代的作用。解析小麦根系建成遗传机制、选育具有较好根系建成的品种对于小麦高产、抗逆育种具有十分重要的意义。全基因组关联分析(GWAS)是解析小麦复杂数量遗传性状遗传机制的有效方法。本研究基于全基因组关联分析方法,发掘根系建成相关性状关联位点,以期为小麦根系建成分子育种提供参考。对160份来自于河南和山东等地的小麦品种根系建成相关性状(总根长、总根表面积、总根体积、平均根直径和根尖数)进行统计评价,并结合660K SNP芯片数据进行全基因组关联分析。检测到23个关联位点,分布于1A、2A、2B、3B、4A、5A、5B、5D、6A、6B和7B染色体上,解释7.2%~12.8%的表型变异。其中,11个位点与已报道的位点一致,其他12个位点为新的位点。本研究对于解析根系建成遗传机制,选育高产、抗逆小麦品种具有重要意义。
