小麦芒长抑制基因B1的精细定位

【作者】 王冬至； 余慷； 孙林鹤； 武文瑛； 申莉莎； 金迪； 王焕雪； 阳文龙； 孙家柱； 张爱民； 刘冬成；

【机构】 中国科学院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室； 中国科学院大学； 中国科学院植物研究所； 河南农业大学农学院/河南粮食作物协同创新中心； 北京农学院；

【摘要】 麦芒是穗部的重要组成部分,是小麦重要的形态特征之一,它可以进行光合作用和蒸腾作用,减少病虫滋生、防止落粒、促进种子传播,是小麦长期进化和适应环境的结果。麦芒是生产上的一个有利性状,对小麦的产量、千粒重、抗旱性等有着重要的影响。目前,对于麦芒的遗传与发育还缺乏系统的研究,与芒性状相关基因的克隆或精细定位的研究尚未见报道。本研究构建了北京野麦子（无芒）/石4185（长芒）F₂衍生群体、小偃81（无芒）/石矮1号（长芒）的F₂群体以及农科院三粒麦（无芒）/农大3214（长芒）的F₂群体,借助普通小麦与乌拉尔图小麦、大麦、高粱、水稻、二穗短柄草等物种间的比较基因组学分析,依据中国春的二代测序数据以及IWGSC发布的中国春参考基因组序列,结合小麦660K SNP芯片分型结果,开发SSR、InDel、CAPS与AS-PCR标记,最终将这些群体中控制芒长的基因B1定位到5A染色体长臂上SNP1与SNP9之间0.15 cM的遗传区间内,对应于中国春参考基因组约180 kb的物理距离。根据中国春基因组注释信息,在这个区间内共有5个候选基因,通过对北京野麦子和石4185中这5个候选基因的cDNA与gDNA序列的比较分析发现,有3个基因的编码氨基酸在有芒和无芒之间存在差别,有1个基因的编码区没有核苷酸差异,而另外1个编码区存在2个SNP但编码的氨基酸无差异。我们正在对3个编码氨基酸有差别的候选基因通过转化小麦和拟南芥进行遗传互补与过表达,以期确定小麦中控制芒长的B1基因,为后续的基因功能及芒发育调控研究奠定基础。更多还原