通过基因绘图和基因组预测,改善多年粮食作物的中间小麦草中复杂的农学和化特征

科学领域:

• 农业科学 农业科学
• 植物育种 植物育种
• 遗传学 遗传学 是一个

背景情况:

• 中间小麦草 (Thinopyrum intermedium) 是一种多年草,正在作为粮食作物开发.
• 它的根深蒂固和高生物量为环境带来了好处,如减少侵蚀和营养流失.
• 目前在中间小麦草的局限性包括较低的产量和种子大小相比一年一度的谷物,需要基因改进.

研究的目的:

• 为了描述中间小麦草的特征变异.
• 识别与控制产量和化特征相关的遗传标记.
• 改进基因组预测模型,以加快繁殖工作.

主要方法:

• 在两个地点和两年内,对595种中等小麦草植物进行了农学和化特征的评估.
• 计算了对对的特征相关性和广义的遗传性.
• 使用24284个SNP标记器进行关联映射,以识别定量特征位置 (QTLs) 和QTL-by-environment相互作用 (QTE).
• 开发了基因组预测模型,包括父母,显著的QTL和QTE.

主要成果:

• 对于大多数特征,观察到高广义遗传性 (0.68-0.77),除了尖峰重量 (0.49) 和收益率 (0.44).
• 在环境中识别了30个主要的QTL和32个QTE.
• 基因组预测模型在训练集中使用父母并将QTL/QTE作为共变量时显著提高了特征预测的准确性.
• 种子大小实现了最高的预测准确度 (r=0.72),而产量预测中等 (r=0.45).

结论:

• 确定的基因组位置为改善中间小麦草提供了目标.
• 基因组预测模型显示,提高中间小麦草的繁殖效率是有前途的.
• 这些发现将有助于为未来的粮食生产开发更好的中间小麦草育种种群.