杜伦小麦农艺和耐旱性状关联分析

【作者】 王树彬； Steven Xu； Shiaoman Chao； 孙群； 刘树伟； 夏光敏；

【机构】 山东大学生命科学学院； 美国农业部农业研究局谷类作物研究部； 美国农业部农业研究局东部小粒谷物基因分型实验室；

【摘要】 杜伦小麦是现代栽培小麦重要组成部分。为了研究世界范围内杜伦小麦的遗传多样性,我们收集了493个杜伦小麦材料,这些材料覆盖了主要杜伦小麦栽培地区的农家种、育成品种和育种材料。我们测定了群体基因型、17个农艺性状和耐旱性,显示群体具有较高的遗传和表型多样性。关联分析总共鉴定了44个与性状相关的位点,性状的遗传调控广泛存在一因多效、遗传连锁等现象。结合基因组注释和转录组信息,鉴定了14个候选基因,这些基因中包括多种分子通路的关键酶和转录因子。我们对其中一个耐旱相关位点locus.4B.1的单倍型进行了深入分析,总共鉴定了9种单倍型,其中,hap1和hap2相比其他单倍型具有较强耐旱能力。该位点与Rht-B1基因紧密连锁,hap1-3三种单倍型具有较矮的株高。结合驯化二粒小麦和普通小麦多样性群体,我们发现,该位点在杜伦小麦和普通小麦间明显分化,而这种分化可能由于杜伦小麦和普通小麦分别继承自不同的驯化二粒小麦亚群。Locus.4B.1区域内一个WD40蛋白编码基因可能为位点候选基因,该基因包含一个提前终止变异;线性模型分析表明该变异与耐旱性具有显著关联。这项研究对杜伦小麦遗传多样性进行了全面分析,有助于分子辅助育种和进一步功能基因鉴定工作。更多还原