高粱抗炭疽病的生理反应及GWAS分析挖掘抗病候选基因

【作者】 陈松树； 张立异； 王睿； 丁延庆； 方远鹏； 王自力； 任明见； 谢鑫；

【机构】 贵州大学农学院； 贵州省农业科学院；

【摘要】 炭疽病是高粱主要病害之一,可严重降低高粱产量与品质。炭疽病侵染不同抗性高粱的生理变化及高粱抗炭疽病的相关基因分析,对选育高粱抗炭疽病品种有重要意义。室内用高粱炭疽孢子溶液鉴定246份自然群体高粱幼苗的病害程度分级和病斑开始时间的病情指数(3次重复),鉴定出对高粱炭疽病免疫(DR)和高感病(S)的高粱。高粱从炭疽孢子未处理到处理后的168h的生理变化是:S的过氧化物酶活性和丙二醛含量高于DR,而过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性低于DR,S和DR的脯氨酸含量变化趋势相反;S和DR的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量及光合作用的净光合速率、蒸腾速率、胞间二氧化碳浓度、气孔导度的变化趋势基本相同。利用分布全基因组的2015850个单核苷酸多态性(SNPs)标记和2个抗病的表型性状进行全基因组关联分析(GWAS),得到99个SNPs与高粱抗炭疽病性状显著关联,在这些位点附近100kb范围内鉴定出Sobic.002G011800(sb LRRAC1),该基因核酸序列长度为7337bp,蛋白全长487aa,具有NB-ARC结构域;sb LRRAC1蛋白的分子量是56406.96Da,理论等电点是9.12,且为无跨膜,无信号肽、不稳定的亲水性蛋白;预测了该蛋白的二三级结构,显示为α螺旋和无规则卷曲为主。研究结果为解析高粱抗炭疽病的遗传基础及分子机制提供基础,并为高粱抗病育种工作提供参考资源。更多还原