大麦黄花叶病抗性新位点rym2H-1的候选基因分析

【作者】 严露曦； 蒋枞璁； 贺强； 栾海业； 潘雨涵； 沈会权； 许如根； 刘君； 张京； 冯宗云； 杨平；

【机构】 中国农业科学院作物科学研究所； 四川农业大学农学院； 江苏沿海地区农业科学研究所； 扬州大学农学院；

【摘要】 【研究背景】土传大麦黄花叶病是由大麦黄花叶病毒(Barley yellow mosaic vrius, BaYMV)和大麦温和花叶病毒(Barley mild mosaic virus, BaMMV)单一或复合感染引起的,是欧洲和东亚地区冬大麦生产的主要病毒病害。迄今只有两个隐性抗病基因(HveIF4E和HvPDIL5-1)被成功克隆,单一基因的广泛使用必然增加对病毒的选择压力,加速新型毒性株系出现,因此抗性资源的拓展以及抗性新基因的挖掘具有重要的理论与应用价值。【材料与方法】本研究基于900份大麦种质资源进行的全基因组重测序(Whole Genome Sequencing, WGS)和全基因组关联分析(Genome-wide Association Study, GWAS)的结果,通过遗传定位、候选基因单倍型分析、突变体筛选与抗性鉴定、基因编辑材料创制等方法挖掘抗病新基因。【结果与分析】通过GWAS分析在2H染色体近短臂鉴定到1个效应显著的抗性关联位点,在各个独立试验中可以解释18%～25%的病情指数变异,将其命名为rym2H-1。通过局部连锁不平衡分析将关联置信区间确定在420kb的物理区段,参考基因组在该区段内注释了11个候选基因。通过分析注释基因在抗、感品种间的序列变异,发现其中1个基因在抗病品种中存在编码蛋白提前终止,且该基因距离关联标记仅10 kb,目前正在开展该基因的功能验证工作。【结论】本研究鉴定了1个大麦黄花叶病抗性新位点,该抗性基因将有助于拓宽大麦黄花叶病现有的抗性资源,为大麦抗病育种提供新靶点。更多还原