小麦Hybrid Necrosis基因的精细定位及多组学分析

【作者】 吕士凯； 张敏； 黄晨曦； 张宏； 吉万全；

【机构】 西北农林科技大学农学院； 旱区作物逆境生物学国家重点实验室；

【摘要】 普通小麦杂种衰亡（Hybrid Necrosis）导致小麦叶片早衰,严重影响生产,干扰品种选育和杂种优势利用。该性状由分别位于5BL的Ne1和2BS上的Ne2两对等位基因显性互作调控,但至今其调控基因也只在春小麦中被初步定位,其调控机制仍不明确。对黄淮冬麦区319份不同遗传家系的主要品种（系）,经分子标记筛查和测交验证发现,陕西108份材料中有40份含有Ne1基因,占比37.03%,其他省份211份主要品种（系）中有69份含有Ne2基因,比例为32.7%。系谱分析表明,Ne2基因主要分布在周8425B衍生品种和良星99亲缘品种。以N9134 （Ne1）和周麦22 （Ne2）为亲本,构建两个BC1F1群体,借助简化基因组测序（SLAF）和BSR-Seq开发标记,分别通过480个BC1F1的群体验证,绘制这两个基因的初步精细遗传图谱,其中AS-PCR标记5B₀03和Ne1共分离,SSR标记TC67744与Ne2的遗传距离为0.38cM。为小麦杂种衰亡调控基因Ne1和Ne2的图位克隆奠定基础。为进一步解析杂种衰亡调控机制,借助标记辅助定向选择构建的杂种衰亡性状样本池和正常表型样本池开展转录组、蛋白组和代谢组分析。差异表达基因、蛋白和代谢物富集,筛选到候选区域内差异表达基因142个,对应上调蛋白71个,下调蛋白68个。另外,筛选到上调代谢物153个,下调代谢物42个。多组学联合分析表明,候选区域内差异表达产物GO注释主要涉及丝/苏氨酸激酶活性分子功能,其调控的下游色氨酸代谢通路可能是杂种衰亡调控涉及的关键。更多还原