中国本土小麦中具育种价值的控制有效分蘖数位点的遗传鉴定与表征

《Theoretical and Applied Genetics》：Genetic identification and characterization of a locus controlling productive tiller number with breeding value in Chinese endemic wheat

　　

摘要

核心信息

本研究鉴定并验证了新的有效分蘖数（PTN）数量性状位点，并预测了对应的候选基因，为小麦分蘖数和产量改良提供了遗传基础。

摘要

有效分蘖数（PTN）是小麦产量的核心组分，但其遗传调控机制复杂且对环境变化高度敏感。本研究利用由182份材料组成的中国本土小麦关联群体，在三个环境中系统解析了PTN的遗传架构。表型分析显示PTN受中等到较高程度的遗传控制（H² = 69.59%），同时存在明显的基因型×环境互作。全基因组关联分析鉴定到一个主效位点QPTN.sicau-CEW-5D，该位点解释了70.6%的显著关联，并含有四种不同的单倍型。优良单倍型Hap1在多个环境中表现出显著更高的PTN和株高，但穗长和每穗小穗数无显著差异，表明其在提高产量方面具有巨大潜力。在包含220份四川小麦品种和农家品种的独立群体中验证，证实了QPTN.sicau-CEW-5D具有高度显著且稳定的效应，与位于3A和6A染色体上的位点的依赖环境的表现形成鲜明对比。通过整合非同义变异筛选和独立关联检验的候选基因分析，我们确定了两个受体样蛋白激酶（RLK）基因（TraesCS5D02G556900和TraesCS5D02G557800）和一个NLR基因（TraesCS5D02G557600）作为PTN变异的关键调控基因。这些发现为理解小麦分蘖发育的遗传基础提供了新的见解，并为标记辅助育种提供了可靠的基因组靶标和优良单倍型。