小麦半矮秆突变体突变基因的遗传分析及农艺性状分析

【作者】 王超杰； 谢永盾； 郭会君； 王成社； 刘录祥；

【机构】 中国农业科学院作物科学研究所,作物基因资源与育种全国重点实验室/国家农作物航天诱变技术改良中心； 西北农林科技大学农学院；

【摘要】 【研究背景】株高是影响小麦株型和抗倒伏性的关键农艺性状。然而,目前在小麦育种过程中广泛应用的矮秆资源较少,严重降低了小麦品种的遗传多样性。而且一些广泛应用的矮秆基因对小麦农艺性状具有一定的负效应,限制了小麦产量的进一步提升。【材料与方法】本研究以陕农33为材料,在使用叠氮化钠诱变后代群体中筛选到株高显著降低,但千粒重等无显著差异的突变体。首先通过组织切片技术观察分析了茎秆细胞形态。接着通过构建F2遗传分离群体,使用极端混池结合小麦外显子捕获基因分型技术对突变基因进行了分析,并使用分子标记初步定位了基因在染色体上的位置。【结果与分析】遗传分析和突变基因定位显示,矮秆突变体含有一个隐性半矮秆基因Rht-SN33d,该基因使株高降低约22.4%,但单株产量提高4.8 g。进一步的研究表明,较短的茎秆细胞长度可能是导致株高降低的主要因素。此外,突变体的胚芽鞘长度仅比对照陕农33短9.3%。利用外显子捕获测序技术及分子标记,将候选基因定位在3DL染色体上约1.3 Mb区间内,该区间包含22个高信度基因。赤霉素代谢相关基因TraesCS3D02G542800编码赤霉素2-β-双加氧酶位于该区间,可能是潜在的候选基因。【结论】该研究获得了一个新的小麦矮秆种质资源,有助于拓展对小麦株高调控新机制的认识,为小麦改良提供优异资源。更多还原