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基于多环境多群体定位和验证小麦旗叶形态调控位点

时间: 2020-10-10 点击次数:


  小麦株型包括株高、分蘖数、分蘖角度和旗叶形态。旗叶形态包括长、宽、面积、叶基角、叶开角和披垂度等性状。小麦品系20828具有小穗数多(Ma et al. 2019a)、株高适中和高抗条锈(Ma et al. 2019b)等优异性状,近十年被广泛用于育种亲本。川农16是国审小麦品种,具有株型优异、分蘖多特性(Liu et al. 2018)。前期基于20828×川农16重组自交系群体,对二者控制旗叶相关性状的位点进行了挖掘,揭示了川农16优异株型的遗传基础。品系SY95-71,易感条锈病,但具有株叶型好、分蘖多(Liu et al. 2020)、穗颈适中(Li et al. 2020)、根系发达(Zheng et al. 2019)等优良特性,近十年也一直被用作育种亲本。为了进一步解析SY95-71株叶型的遗传基础,基于20828×SY96-71重组自交系群体、小麦55K SNP芯片构建的遗传图谱、多环境和多群体对旗叶形态相关性状位点进行了挖掘、鉴定和验证。

   本研究检测到8个稳定表达的旗叶相关性状的QTL,解释了5.73-54.38%的表型变异,将侧翼标记转化为KASP标记,在6个不同遗传背景的群体中进行了验证。这8个QTL中有两个共定位区段,其中共定位QTL区段QFll.sau-SY-2B/QFla.sau-SY-2B可能是一个新的位点。旗叶相关性状和产量相关性状之间的相关性分析表明,旗叶显著影响小麦的产量形成。定位区间内鉴定获得几个调控叶生长发育的基因和一个控制叶夹角的玉米同源基因。本研究相关结果拓宽了我们对旗叶形态遗传基础的认识,并为小麦株型优化、重要位点的精细定位和标记辅助育种提供了线索。

   该结果于2020年10月7日发表在Theoretical and Applied Genetics杂志上(QTL mapping and validation of bread wheat flag leaf morphology across multiple environments in different genetic backgrounds (2020))。

文章链接:https://doi.org/10.1007/s00122-020-03695-w


该研究得到国家自然科学基金、四川省重点研发项目、四川省科技厅应用基础研究项目、四川省留学生科技活动重点项目的资助。


主要参考文献:

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Ma J, Tu Y, Zhu J, Luo W, Liu H, Li C, Li S, Liu J, Ding P, Habib A, Mu Y, Tang H, Liu Y, Jiang Q, Chen G, Wang J, Li W, Pu Z, Zheng Y, Wei Y, Kang H, Chen G, Lan X (2020) Flag leaf size and posture of bread wheat: genetic dissection, QTL validation and their relationships with yield-related traits. Theor Appl Genet 133:297-315

Ma J, Ding P, Liu J, Li T, Zou Y, Habib A, Mu Y, Tang H, Jiang Q, Liu Y, Chen G, Wang J, Deng M, Qi P, Li W, Pu Z, Zheng Y, Wei Y, X L (2019a) Identification and validation of a major and stably expressed QTL for spikelet number per spike in bread wheat. Theor Appl Genet 132:3155-3167

Ma J, Qin N, Cai B, Chen G, Ding P, Zhang H, Yang C, Huang L, Mu Y, Tang H, Liu Y, Wang J, Qi P, Jiang Q, Zheng Y, Liu C, Wei Y (2019b) Identification and validation of a novel major QTL for all-stage stripe rust resistance on 1BL in the winter wheat line 20828. Theor Appl Genet 132:1363-1373

Li C, Tang H, Luo W, Zhang X, Mu Y, Deng M, Liu Y, Jiang Q, Chen G, Wang J, Qi P, Pu Z, Jiang Y, Wei Y, Zheng Y, Lan X, Ma J (2020) A novel, validated, and plant height-independent QTL for spike extension length is associated with yield-related traits in wheat. Theor Appl Genet:https://doi.org/10.1007/s00122-00020-03675-00120

Liu J, Luo W, Qin N, Ding P, Zhang H, Yang C, Mu Y, Tang H, Liu Y, Li W, Jiang Q, Chen G, Wei Y, Zheng Y, Liu c, Lan X, Ma J (2018) A 55 K SNP array-based genetic map and its utilization in QTL mapping for productive tiller number in common wheat. Theor Appl Genet 131:2439-2450

Zheng X, Wen X, Qiao L, Zhao J, Zhang X, Li X, Zhang S, Yang Z, Chang Z, Chen J (2019) A novel QTLQTrl.saw-2D.2associated with the total root length identified by linkage and association analyses in wheat (Triticum aestivumL.). Planta 250:129-143

 

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