河南农业大学鉴定出控制小麦分蘖角度的重要遗传位点

以下文章来源于The Crop Journal ，作者编辑部

小麦是全球最重要的粮食作物之一，提高其产量一直是小麦育种的首要目标。在小麦驯化和改良过程中，理想的株型是获得高产品种的主要选择标准。小麦分蘖角度是株型建成的重要因素，通过影响种植密度和群体光合效率影响和决定最终产量。目前在水稻中围绕分蘖角度遗传机制已开展大量工作，而小麦中的相关研究仍相对较少，进展有限，其遗传调控机制仍不清晰。

近日，河南农业大学在The Crop Journal在线发表了题为“Identification of the candidate gene controlling tiller angle in common wheat through genome-wide association study and linkage analysis”的研究论文，作者通过对自然群体的全基因组关联分析和RIL群体的连锁分析，并结合BSR-Seq分析方法，对调控小麦分蘖角度的遗传调控位点进行鉴定，并对候选基因进行分析。

研究者对所利用的关联群体和RIL群体分蘖角度性状进行了多年多点调查。通过自然群体的全基因组关联分析，在四个环境中共检测到470个与小麦分蘖角度显著相关的SNP，其中有215个位于4B染色体上，且主要集中在长约8.9 Mb的区段内；对上述区段内的显著SNP进行单倍型分析，显示存在一个长约458 kb的block，命名为TA_Hap_4B1；表型分析显示，单倍型TA_Hap_4B1b具有更大的分蘖角度（图1）。对RIL群体三个环境下十次重复的分蘖角度进行QTL分析，共鉴定到3个QTL，其中位于4B染色体上的QTA.hau-4B.1可在六次重复中检测到，可解释7.88%~18.82%的表型变异；联合分析表明，TA_Hap_4B1和QTA.hau-4B.1为同一位点（图2）。进一步选取RIL群体中的极端表型家系构建混池进行BSR-Seq分析，同样在4B染色体上36.6~38.3 Mb区段检测到调控小麦分蘖角度的遗传位点。综合三种定位方法的结果，最终认为位于4B染色体上、标记AX-111026537和AX-109983382之间长约458 kb的区段即为调控小麦分蘖角度的主效QTL QTA.hau-4B.1所在位置（图3）。进一步结合定位区段差异表达基因分析、基因功能注释、序列鉴定及基因表达验证，推测TraesCS4B02G049700为可能的候选基因（图4）。该研究采用多种定位手段鉴定到一个新的小麦分蘖角度主效QTL，为克隆小麦分蘖角度调控基因、解析分蘖角度及株型形成的调控机制以及株型改良育种奠定基础。

作者和基金项目

河南农业大学农学院赵磊副教授为该文第一作者，陈锋教授为通信作者。该研究得到国家自然科学基金项目（31971947，32072057）、河南省重大科技专项（201300110800，201300111600）和河南省科技攻关项目（222102110026）的资助。陈锋教授团队主要围绕小麦抗病、产量和品质相关性状开展基因挖掘及协同改良的聚合育种工作。已克隆出小麦茎基腐病抗性基因TaDIR、小麦黄花叶病易感基因TaMTB（与宁波大学合作）、小麦株型调控基因TaHST1L、小麦粒型调控基因TaGL1、小麦面粉色泽调控基因TaRPP13L和小麦脂肪酸氧化酶基因TaLpx-B4等多个小麦重要基因。此外，还阐明了我国自主研发的660K芯片在小麦基因挖掘和育种中具有重要的应用价值，构建了首个普通小麦异丁酰化修饰图谱。近年来，已在Nature Communications、Plant Biotechnology Journal、Genomics Proteomics & Bioinformatics、International Journal of Biological Macromolecules、Journal of Experimental Botany和Molecular Cellular Proteomics等学术期刊发表论文46篇；培育出豫农优9号和豫农优10号等多个优质小麦新品种；牵头获得河南省自然科学二等奖1项，河南省科技进步二等奖2项；授权国家发明专利16项。

本文转载自The Crop Journal

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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