在TaSPL6-D的变化通过激活TaHKT1;5-D而赋予面包小麦的盐度耐受性,同时保留与产量相关的特征

科学领域:

• 植物遗传学 植物遗传学
• 分子生物学分子生物学
• 农业科学 农业科学

背景情况:

• 通过Na+选择性载体HKT1和5从地表组织中排除 (Na+) 是作物盐分耐受性的关键机制.
• 了解HKT1;5的遗传调节对于开发耐盐品种至关重要.

研究的目的:

• 为了确定调节面包小麦TaHKT1;5-D表达的基因.
• 调查TaSPL6-D在盐分耐受性和作物产量的作用.
• 探索使用TaSPL6-D变种用于培育耐盐小麦的潜力.

主要方法:

• 表达全基因组关联研究 (eGWAS) 和酵母-一种混合体查以确定TaSPL6-D.
• 分析TaSPL6-D变体 (TaSPL6-D^Del和TaSPL6-D^In) 以及它们对TaHKT1;5-D表达的影响.
• 在小麦中进行基因淘汰和过度表达实验.
• 在小麦品种中,TaSPL6-D^In的分子辅助入侵.

主要成果:

• 在面包小麦中,TaSPL6-D被确定为TaHKT1;5-D的转录抑制剂,在大米和Brachypodium中观察到类似的功能.
• 在TaSPL6-D中插入47bp创建了一个截断的,非功能抑制器 (TaSPL6-D^In),而全长版本 (TaSPL6-D^Del) 抑制了TaHKT1;5-D.
• 过度表达TaSPL6-D增加了盐的敏感性,而淘汰TaSPL6-D增加了盐分的耐受性.
• 在陆地品种中普遍存在的TaSPL6-D^In变种被成功引入到一个领先的品种中,改善了盐土上的产量.
• 在特定的淘汰突变物中保持了尖端发育,这表明TaSPL6-D在生殖过程中发挥了作用.

结论:

• SPL6-HKT1;5调节模块是植物盐分耐受性的关键因素.
• 该TaSPL6-D^In变体代表了一种有价值的遗传资源,用于培育耐盐小麦品种,在盐水环境中提高产量潜力.