全基因组关联和有针对性的转录基因分析揭示了调节大麦收割前发芽的基因位置和候选基因
Gurkamal Kaur1, Parneet K Toora1, Pham Anh Tuan1
1Department of Plant Science, University of Manitoba, 222 Agriculture Building, Winnipeg, MB, R3T 2N2, Canada.
概括
研究人员确定了控制大麦种子休眠状态的遗传标记物和候选基因,以提高对收割前发芽 (PHS) 的抵抗力. 这一发现有助于通过标记辅助育种开发具有增强PHS耐药性的大麦品种.
科学领域:
- 植物遗传学和育种.
- 农业科学 农业科学
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- 在大麦中,预收割发芽 (PHS) 会导致大量的产量和质量损失.
- 种子休眠是影响PHS耐药性的关键因素.
- 了解种子休眠的遗传基础对于开发抗PHS大麦至关重要.
研究的目的:
- 确定基因位点,单核酸多态 (SNP) 和候选基因,控制大麦中的种子休眠和PHS抵抗.
- 分析遗传变异和与休眠和PHS相关的表型特征之间的关联.
- 探索已识别的遗传因素对标记辅助育种策略的潜力.
主要方法:
- 在四个环境中对255种不同大麦基因型进行全基因组关联研究 (GWAS).
- 发芽指数和休眠水平的表型分析.
- 标记特征关联和链接不平衡 (LD) 衰变分析以确定定量特征位置 (QTL) 和SNP.
- 在休眠和非休眠种子样本中的候选基因表达分析.
主要成果:
- 确定了与休眠/PHS相关的染色体3H和5H上的两个主要QTL,解释了6.9%至11.1%的表型变异.
- 发现了16个显著的SNP,其中12个位于5H染色体上,可能与SD2位置有关.
- 在休眠和非休眠种子中发现候选基因HvRCD1,HvPSRP1和HvF3H的差异表达.
- 在QTL.5H中确定了一种与PHS耐药性相关的哈普类型.
结论:
- 该研究成功地确定了控制大麦种子休眠和PHS抵抗的关键遗传位置,SNP和候选基因.
- 这些发现为标记器辅助育种提供了宝贵的遗传资源,以开发具有改善PHS抵抗力的大麦品种.
- 鉴定的基因和标记物为未来研究提供了目标,以进一步阐明种子休眠和PHS的机制.
