普通小麦种子休眠特性的全基因组关联分析

【作者】 薛树林； 仇霄龙； 卢明雪； 鲁楠； 郭光辉； 刘盼； 许红星； 周云； 贾继增； 宋纯鹏；

【机构】 植物逆境生物学重点实验室河南大学生命科学学院； 中国农业科学院作物科学研究所；

【摘要】 在雨水充沛地区,穗发芽是影响小麦产量和品质的重要因素之一。小麦穗发芽抗性与种子完熟后的休眠特性密切相关,休眠期长的小麦品种表现出较强的穗发芽抗性。本研究中,我们利用包含692份材料的小麦核心种质群体对种子休眠特性进行了全基因组关联分析。材料于2017-2019年种植于河南商丘、辉县和开封试验田,开花后35天取完熟麦穗手工脱粒,进行种子萌发试验,统计3天、5天和7天的发芽率作为休眠特性指标。表型鉴定结果表明,87%的材料7天的种子发芽率已超过50%,达到常规解除休眠,属于休眠期较短的类型。7天种子发芽率低于20%的只有10份材料,其中5份为国外品种,3份为我国地方品种。河南地区的主栽品种大都表现出很弱的种子休眠特性。利用小麦660k芯片对小麦核心种质群体进行了基因型分析,共鉴定到39.9万个SNP。关联分析表明,共有270、325和433个SNP分别与3天、5天和7天的发芽率显著相关(P<0.001)。在这些显著关联的位点中,有331个SNP在染色体上成簇分布,可以组成15个block,每个block包含5-80个SNP。其中,位于3A、3D和4A染色体上的3个block分别与已克隆的抗穗发芽相关基因Tamyb10-A1、Tamyb10-D1和TaMKK3染色体位置重叠。位于1B、3B和7B染色体上的3个block都包含40个以上的显著SNP,且在以往研究中未见报道,可能携带有新的控制小麦种子休眠特性相关的基因。本研究对发掘小麦抗穗发芽新基因,培育抗穗发芽小麦新品种具有重要意义。更多还原