小麦幼苗根系性状全基因组关联分析及TaSRL-3B优异等位基因发掘

文献类型： 中文期刊

第一作者： 蔡金珊

作者： 蔡金珊;李超男;王景一;李宁;柳玉平;景蕊莲;李龙;孙黛珍

作者机构：

关键词： 小麦;幼苗;根系形态;全基因组关联分析;候选基因

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2025 年 51 卷 008 期

页码： 2020-2032

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 根系是小麦吸收土壤水分和养分的器官,其形态特征与产量及耐逆性密切相关.因此,发掘根系形态相关遗传位点及优异等位基因对于小麦改良具有重要意义.本项目以 277 份小麦种质为材料,采用凝胶根室法鉴定总根长、根表面积及根角度等8种幼苗根系性状,结合小麦660K SNP芯片的分型结果开展3种模型(GLM、MLM和FarmCPU)全基因组关联分析(GWAS).共检测到 52 个关联位点,其中包括 6 个与多个根系性状相关的一因多效性遗传位点(Loci17、Loci20、Loci22、Loci38、Loci46、Loci47),分别位于染色体 3A、3B、3D、5A、6A和 6B上.在位点Loci20中克隆到调控根系性状候选基因 TaSRL-3B,其序列全长 1089 bp,无内含子,第 78~235 位氨基酸处有 1 个保守的NAC结构域.在该基因编码区检测到 1 个 20 bp的插入/缺失变异(InDel717),该变异导致移码突变且与Loci20 位点的候选SNP(cSNP,AX-108758584)紧密连锁(R2=0.84).277 份供试小麦材料中携带等位基因TaSRL-3BIn的种质平均最大根长、总根长及根表面积均显著大于携带等位基因 TaSRL-3BDel的种质.以携带 TaSRL-3BDel的鲁麦 14(LM14)为受体亲本、携带 TaSRL-3BIn的陕合 6 号(SH6)为供体亲本,创制回交导入系群体(BC3F5).利用基于 InDel717 开发的分子标记从中鉴定出 5 个携带TaSRL-3BIn的鲁麦 14 近等基因系.与鲁麦 14 相比,其近等基因系的最大根长、总根长、根表面积及根体积均显著增加,进一步表明TaSRL-3B参与调控小麦幼苗根系形态.与小麦地方品种相比,我国现代育成品种中长根型等位基因TaSRL-3BIn频率减少.本研究为加快小麦根系遗传调控网络构建和功能解析提供了重要信息,有助于小麦根系的遗传改良.

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