作者:李晨 王静 来源:中国科学报 发布时间:2020/7/27 15:30:05
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395个小麦数量性状位点被定位

 

 刘树兵(右二)带领研究生做实验        山东农大供图

近日,国际期刊《分子植物》在线发表了山东农业大学小麦遗传与分子设计育种团队研究成果。他们定位到395个控制小麦12个重要农艺性状的数量性状位点,揭示了控制小麦农艺性状的遗传基础,为小麦重要基因的大规模克隆、功能鉴定、精准种质创新与新品种选育奠定了基础。

论文通讯作者、山东农业大学教授刘树兵介绍,由于小麦基因组庞大(16G),且为多倍体,其基因组学研究难度较大,限制了小麦中数量性状基因的定位、克隆及其机理研究。

该团队对我国黄淮麦区、北方冬麦区、西南麦区和长江中下游麦区等小麦主产区取样的768份优良小麦品种(系)进行简化基因组测序分析,获得了327609个覆盖全基因组的高质量的单核苷酸多态性标记,并鉴定出174919个连锁不平衡区段,确定了小麦中连锁不平衡衰减距离平均为4.4 Mb。

通过在多个环境下对小麦12个重要农艺性状进行表型的鉴定与全基因组关联分析,共定位到395个数量性状位点,包括控制株高、抽穗期等7个已克隆的小麦基因位点。其中,有273个数量性状位点被定位在小于1.0 Mb区间内,包含的注释基因数量不足10个,为候选基因的大规模克隆与功能鉴定奠定了重要基础。

研究人员对3个提高穗部结实性、增加粒长和千粒重、增加穗长和穗粒数的位点进行了验证,鉴定到8个候选基因。另外,还根据水稻基因组信息鉴定到33个控制水稻农艺性状基因的同源基因,为同源基因功能的验证奠定了基础。

刘树兵介绍,通过对数量性状位点的有利等位基因在群体中的分布进行分析发现,抽穗期、株高、单株穗数、千粒重、粒长和籽粒长宽比等性状位点中,有利等位基因频率要明显高于穗长、小穗数、穗粒数、小穗着生密度、结实性和粒宽等性状位点的有利等位基因频率。定位到的数量性状位点具有较好的累加效应,而且这些数量性状位点对目标性状的表型具有较高的预测能力。

该研究得到了国家重点研发计划、山东省良种工程等的支持,该成果对在小麦中大规模进行优异基因的发掘、克隆,通过基因组学与分子设计育种选育小麦新品种奠定了重要基础,具有重要的理论与应用价值。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.molp.2020.07.008

 
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