农业生物技术学报

作者：田媛媛, 王雅美, 陈兰军, 靳义荣, 刘鹏, 孟祥海, 刘金栋

单位：1 西北农林科技大学 农学院,杨凌 712100; 2 中山大学深圳校区 农学与生物技术学院,深圳 518107; 3 河北省农林科学院 旱作农业研究所,衡水 053000; 4 德州市农业科学院,德州 253015; 5 中国农业科学院 作物科学研究所,北京 100081

关键词：普通小麦,根系构型(RSA),QTL,竞争性等位基因特异性PCR (KASP),

基金：中国科学技术协会青年人才托举工程计划(2020QNRC001); 国家自然科学基金(32272186)

长期以来,我国黄淮及北部地区的普通小麦(Triticum aestivum)种植遭受干旱胁迫严重。小麦根系构型(root system architecture, RSA)相关性状与营养元素和水分的吸收和转运息息相关,对于小麦高产和稳产至关重要。因此,挖掘小麦RSA相关性状遗传位点,并开发可用分子标记对于小麦高产和稳产育种具有重要意义。本研究测定了'豆麦'/'石4185'重组自交系(recombinant inbred lines, RIL)群体中的根尖平均直径(average root diameter, ARD)、根体积(total root volume, TRV)和根干重(root dry weight, RDW) 3个重要RSA相关性状。通过小麦90K SNP芯片对RIL群体和亲本进行了基因分型。利用全基因组连锁分析分别鉴定到2个ARD (QARD.caas-2B和QARD.caas-6A)、2个RDW (QRDW.caas-2A和QRDW.caas-5B)和1个TRV (QTRV.caas-3A)相关遗传位点,分别解释6.25%~7.59%、7.21%~10.30%和7.59%的表型变异。其中,QARD.caas-6A、QRDW.caas-2A和QTRV.caas-3A是新发现位点。QRDW.caas-5B的优异等位基因来自于'豆麦',而QARD.caas-2B、QARD.caas-6A、QRDW.caas-2A和QTRV.caas-3A的有利等位基因来自'石4185'。根据小麦参考基因组序列信息,在目标区段鉴定出5个候选基因,分别与植物激素调节、耐逆反应和信号转导相关。开发并验证了1个竞争性等位基因特异性PCR (kompetitive allele specific PCR, KASP)标记Kasp_2A_RDW (QRDW.caas-2A),该标记与小麦根系干重显著有关,并对115个小麦高代品系进行了基因分型。本研究为优化小麦根系构型,提升小麦耐逆性,选育高产稳产品种提供了新的基因和可用KASP标记。

来源：2024年第12期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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