在盐碱和干旱双重胁迫下,稳定的基因位点调控着多倍体小麦(Triticum aestivum L.)的氧化还原网络及籽粒性状

《Molecular Genetics and Genomics》:Stable genetic loci orchestrate redox networks and grain traits in polyploid wheat (Triticum aestivum L.) under combined salinity and drought stress

【字体: 时间:2025年11月20日 来源:Molecular Genetics and Genomics 2.1

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  小麦耐旱盐渍多代表型与全基因组关联分析揭示五个染色体区域(1B、2A、2B、6B、7A)与产量稳定性、抗氧化能力及水分利用效率相关,机制涉及ROS清除、RNA加工、蛋白稳态及钙离子信号传导。

  

摘要

干旱与次生盐碱化的共同影响威胁着干旱和半干旱地区的小麦生产。尽管已有研究表明存在跨代和代际间的耐逆性增强现象,但其背后的基因组机制仍不明确。在此研究中,我们结合了三代连续的小麦表型分析以及111份面包小麦样本的高密度(90K)单核苷酸多态性(SNP)基因分型,以定位与反复出现的干旱-盐碱条件下的小麦表现相关的基因位点。通过多性状、多代的全基因组关联分析,我们在1B、2A、2B、6B和7A染色体上发现了五个与籽粒产量稳定性、抗氧化能力和水分利用效率密切相关的基因组区域。这些区域内的基因注释揭示了可能的机制,包括类黄酮介导的活性氧(ROS)清除、细胞器RNA加工、蛋白质稳态与激素信号传导、蔗糖分配以及与Ca2+相关的信号传导,这些机制能够快速将应激信号传递给细胞周期。尽管如此,这些反复被检测到的基因组区域及其关键SNP为育种(如KASP检测)提供了实用的标记,并为功能验证提供了切入点。未来的研究应进一步精细定位这些基因区间,并通过近等基因系、基因组编辑、表达谱分析及跨代实验来验证其因果关系。

干旱与次生盐碱化的共同影响威胁着干旱和半干旱地区的小麦生产。尽管已有研究表明存在跨代和代际间的耐逆性增强现象,但其背后的基因组机制仍不明确。在此研究中,我们结合了三代连续的小麦表型分析以及111份面包小麦样本的高密度(90K)单核苷酸多态性(SNP)基因分型,以定位与反复出现的干旱-盐碱条件下的小麦表现相关的基因位点。通过多性状、多代的全基因组关联分析,我们在1B、2A、2B、6B和7A染色体上发现了五个与籽粒产量稳定性、抗氧化能力和水分利用效率密切相关的基因组区域。这些区域内的基因注释揭示了可能的机制,包括类黄酮介导的活性氧(ROS)清除、细胞器RNA加工、蛋白质稳态与激素信号传导、蔗糖分配以及与Ca2+相关的信号传导,这些机制能够快速将应激信号传递给细胞周期。尽管如此,这些反复被检测到的基因组区域及其关键SNP为育种(如KASP检测)提供了实用的标记,并为功能验证提供了切入点。未来的研究应进一步精细定位这些基因区间,并通过近等基因系、基因组编辑、表达谱分析及跨代实验来验证其因果关系。

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