小麦合成六倍体衍生嵌套渐渗文库的终端耐热性基因组解析及其育种应用

为解决小麦灌浆期终端热胁迫导致的减产问题，研究人员通过构建合成六倍体小麦(SHWs)与感热品种的嵌套渐渗文库(S-NILibs)，结合35K SNP芯片和全基因组关联分析(GWAS)，鉴定出61个标记-性状关联位点(MTAs)，其中AX-94461626（编码泛素羧基末端水解酶）在4B染色体上稳定调控耐热指数(HTI)。该研究为小麦耐热育种提供了关键基因资源和预育种材料。

　　

灌浆期终端热胁迫是威胁小麦产量的首要因素。这项研究巧妙利用耐热野生种Ae. tauschii衍生的合成六倍体小麦(SHWs)，与两个感热栽培品种杂交构建了包含354个株系的嵌套渐渗文库(S-NILibs)。通过连续三年田间试验，在正常播种期(11月中旬)的最适环境(OE)和延迟播种(12月中旬)的热胁迫环境(HSE)下，系统评估了株高(PH)、小穗数(SN)、千粒重(TGW)等农艺性状及耐热指数(HTI)。

研究团队采用35K Axiom?小麦育种芯片进行基因分型，通过多模型全基因组关联分析(GWAS)共鉴定到61个跨环境的标记-性状关联(MTAs)。其中AX_94985380位点同时调控株高和小穗数，而AX_94469933影响株高和千粒重。最引人注目的是4B染色体上的AX-94461626，该位点在所有环境和模型中均显著关联HTI，其编码的泛素羧基末端水解酶被证实参与高温下生物钟调控。研究进一步用KASP标记验证了部分MTAs与株高、旗叶长度(FL)及有效分蘖数(pTN)的强相关性。这些发现为小麦耐热分子设计育种提供了珍贵的基因资源库。