Q基因的转座子插入突变导致去驯化过程中普通小麦重获脆穗性

【作者】 蒋云峰； 王琰； 郭祯儒； 徐彬杰； 朱静； 张亚洲； 宫希； 刘彩虹； 罗翠华； 吴旺； 魏育明； 郑有良； 祁鹏飞；

【机构】 四川农业大学小麦研究所；

【摘要】 Q是重要的驯化基因,它控制小麦的脱粒性、穗轴脆性、开花期、穗密度等驯化相关性状。西藏半野生小麦是我国特有的六倍体小麦亚种,其最典型的性状是脆穗。我们前期的研究中已经从西藏半野生小麦中鉴定到3个控制脆穗性状的主效QTL,分别位于2DL、3DS和5AL。本研究通过近等基因系衍生群体对位于5AL的QTL(Qbr.sau-5A)进行精细定位,成功将其定位于0.04 cM的遗传距离范围,对应34 kb的物理区域,最终确认Qbr.sau-5A的效应来源是西藏半野生小麦的Q基因(命名为Q~t)。基因序列分析显示Q的第五外显子有一个161 bp的转座子插入。利用酵母双杂、突变体以及转基因方法证明功能丧失是Q导致西藏半野生小麦脆穗的原因。基于Q基因区域147 kb的捕获测序序列构建聚类树,进一步证明Q~t起源于驯化的Q基因,是普通小麦去驯化的结果。在282份具有脆穗性状的小麦材料中检测Q~t,发现Q~t仅存在于西藏半野生小麦材料中,并受到强烈的选择。综上,本研究解析了一个西藏半野生小麦控制脆穗性状的主效位点Qbr.sau-5A为阐明西藏半野生小麦的起源提供了关键分子证据,为了解作物去驯化提供了新的有价值的案例。更多还原