小麦株型相关基因TaNAL1的等位变异挖掘及其功能研究

【作者】 王芳； 刘冬成； 阳文龙； 孙家柱； 詹克慧； 张爱民；

【机构】 河南农业大学农学院； 中国科学院遗传与发育生物学研究所；

【摘要】 叶片是植物的侧生器官,是进行光合作用的主要器官,也与植物株型构成有很重要的关系。小麦作为世界上重要的粮食作物之一,叶片的形状、大小和颜色与小麦的株型有很大的关系,能够影响产量和品质。前人研究表明水稻NAL1基因影响剑叶的宽窄、单株分蘖数、穗粒数等产量构成因子,进而影响单株产量。本研究利用比较基因组学的方法,在小麦中克隆其同源基因TaNAL1,挖掘其等位变异并鉴定其对旗叶宽窄及其它农艺性状的影响。小麦TaNAL1-A、TaNAL1-B和TaNAL1-D基因均由5个外显子和4个内含子组成,TaNAL1-A和TaNAL1-B编码600个氨基酸,TaNAL1-D编码598个氨基酸,具有半胱氨酸/丝氨酸胰蛋白酶结构域。在不同普通小麦品种中,TaNAL1-B/D没有检测到序列多态性,而TaNAL1-A检测到呈现单体型的9个SNP位点和一个19 bp Indel的两种等位变异;通过对262份小麦微核心种质的旗叶大小分析表明TaNAL1-A可能和小麦旗叶的宽窄有关,并根据19bp的Indel设计了TaNAL1-A两种等位变异的分子标记。此外,病毒诱导的基因沉默系统沉默TaNAL1基因的结果初步表明小麦TaNAL1基因与分蘖数、抽穗期等农艺性状有关。目前,正通过在拟南芥和小麦中过量表达该基因研究其对叶片及其它农艺性状的影响。更多还原