小麦发芽期耐旱性稳定主效位点及候选基因的鉴定

《Theoretical and Applied Genetics》：Identification of a stable major locus and candidate genes for drought tolerance during wheat germination

　　摘要关键信息我们鉴定出QRSH.scwl-4B作为小麦发芽期基生苗生长和干旱胁迫响应的多效性数量性状位点，预测了其候选基因，并确认其是提高抗旱性且对产量影响有限的有希望位点。摘要发芽期的干旱胁迫严重降低小麦发芽率和幼苗建苗率，导致显著的产量损失。了解这一性状的遗传控制对于培育抗旱高产小麦品种具有重要意义。本研究利用重组自交系（RIL）群体，在发芽期的对照（CK）和干旱处理（DT）条件下，检测到21个与最大根长（MRL）、根数（RN）和苗高（SH）相关的数量性状位点（QTLs）。其中，QSH.scwl-CK-4B、QSH.scwl-DT-4B和QRSH.scwl-4B共定位于染色体臂4BS上的共同区域，表现出对基生苗生长和干旱胁迫响应的多效性效应。通过混合分离分析测序（BSA-Seq），QRSH.scwl-4B也被鉴定出来，定位到4BS上的2.09 Mb区间内，解释了表型变异的24.32%–30.89%（PVE）。通过RNA-seq、BSA-Seq和亲本基因组测序，鉴定出TraesCS4B03G0104700和TraesCS4B03G0102800为候选基因。KEGG富集分析表明，TraesCS4B03G0104700可能通过茉莉酸（JA）生物合成调节发芽期的抗旱性。此外，QRSH.scwl-4B的正向等位基因使有效分蘖数（PTN）增加了13.37%，而对其他产量相关性状仅表现出有限的不良影响。这表明QRSH.scwl-4B是提高小麦抗旱性的有希望位点，且对产量可能产生最小的负面影响。总之，这些发现为克隆QRSH.scwl-4B以及通过分子育种提高小麦抗旱性奠定了基础。