395個小麥數量性狀位點被定位—新聞—科學網

2021-01-10 科學網

 

 劉樹兵（右二）帶領研究生做實驗        山東農大供圖

近日，國際期刊《分子植物》在線發表了山東農業大學小麥遺傳與分子設計育種團隊研究成果。他們定位到395個控制小麥12個重要農藝性狀的數量性狀位點，揭示了控制小麥農藝性狀的遺傳基礎，為小麥重要基因的大規模克隆、功能鑑定、精準種質創新與新品種選育奠定了基礎。

論文通訊作者、山東農業大學教授劉樹兵介紹，由於小麥基因組龐大（16G），且為多倍體，其基因組學研究難度較大，限制了小麥中數量性狀基因的定位、克隆及其機理研究。

該團隊對我國黃淮麥區、北方冬麥區、西南麥區和長江中下遊麥區等小麥主產區取樣的768份優良小麥品種（系）進行簡化基因組測序分析，獲得了327609個覆蓋全基因組的高質量的單核苷酸多態性標記，並鑑定出174919個連鎖不平衡區段，確定了小麥中連鎖不平衡衰減距離平均為4.4 Mb。

通過在多個環境下對小麥12個重要農藝性狀進行表型的鑑定與全基因組關聯分析，共定位到395個數量性狀位點，包括控制株高、抽穗期等7個已克隆的小麥基因位點。其中，有273個數量性狀位點被定位在小於1.0 Mb區間內，包含的注釋基因數量不足10個，為候選基因的大規模克隆與功能鑑定奠定了重要基礎。

研究人員對3個提高穗部結實性、增加粒長和千粒重、增加穗長和穗粒數的位點進行了驗證，鑑定到8個候選基因。另外，還根據水稻基因組信息鑑定到33個控制水稻農藝性狀基因的同源基因，為同源基因功能的驗證奠定了基礎。

劉樹兵介紹，通過對數量性狀位點的有利等位基因在群體中的分布進行分析發現，抽穗期、株高、單株穗數、千粒重、粒長和籽粒長寬比等性狀位點中，有利等位基因頻率要明顯高於穗長、小穗數、穗粒數、小穗著生密度、結實性和粒寬等性狀位點的有利等位基因頻率。定位到的數量性狀位點具有較好的累加效應，而且這些數量性狀位點對目標性狀的表型具有較高的預測能力。

該研究得到了國家重點研發計劃、山東省良種工程等的支持，該成果對在小麥中大規模進行優異基因的發掘、克隆，通過基因組學與分子設計育種選育小麥新品種奠定了重要基礎，具有重要的理論與應用價值。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.07.008

 

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