小麦抗锈病全基因组关联分析

【作者】 张培培； 闫晓翠； 刘源； 王思曼； 张静； 张梦宇； 王炜星； 刘大群； 李在峰；

【机构】 河北农业大学植物保护学院；

【摘要】 全基因组关联分析技术作为近年来的研究热点广泛的用于小麦抗锈病基因的定位。本研究对两个自然群体(分别包含268份和493份国内外小麦品种)进行苗期抗叶锈、成株期抗叶锈和条锈全基因组关联分析。在苗期2个自然群体分别利用不同毒力的叶锈菌生理小种进行抗性鉴定,在成株期进行多年多点的抗叶锈和条锈性鉴定,获得表型数据。两个自然群体分别利用90KSNP芯片和660KSNP芯片进行基因分型。控制群体结构和亲缘系数利用混合线性模型进行全基因组关联分析。268份小麦材料在苗期关联到21个抗叶锈位点,包含已知抗叶锈病基因Lr1、Lr26、Lr3ka和LrZH22等,解释了4.6-25.2%的表型变异。在成株期关联到抗叶锈位点21个,抗条锈位点21个,其中在BLUP中检测到的抗叶锈和条锈位点分别为8个和10个,Lr46/Yr19和QLr-2AL.1/QYr-2AL.1兼抗叶锈和条锈。关联到的12个与抗性位点紧密相关的SNP位点成功转化成KASP标记,并用双亲分离群体进行了验证,可用于分子标记辅助育种。利用660KSNP芯片扫描493份小麦材料进行GWAS,结果显示在苗期关联到26个抗叶锈位点,贡献率为5.6-21.0%,其中与90K芯片GWAS结果相同的位点有Lr1、Lr26、Lr3ka、LrZH22、Lr-4AL和Lr-7BL.2,其余位点可能为新的抗性位点。成株期,总共检测到了13个与叶锈抗性相关的1位点,11个与条锈抗性相关的位点,包含已知抗锈基因Lr34/Yr18、Lr46/Yr29、Lr37/Yr17及LrZH22。660KSNP芯片结果精细定位了抗锈病基因,为抗病基因的克隆奠定了基础。更多还原