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圖/表 詳細信息
小麥TaDRO與根系形態的關聯分析及在中國和全球 品種中的地理分布與演變
張維軍, 李甜, 秦琳, 趙靜, 趙俊杰, 柳洪, 侯健, 郝晨陽, 陳東升, 魏亦勤, 景蕊蓮, 張學勇
中國農業科學    2018, 51 (10): 1815-1829.   DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.10.001
摘要   (160 HTML9 PDF(pc) (3498KB)(159)  

目的 根系改良是提高小麥抗逆性和產量的關鍵因素之一。通過克隆不同根系類型小麥品種的根系相關基因TaDRO,分析其與小麥重要農藝性狀的關系,開發標記,為品種改良提供理論依據和技術支撐。方法 以根系性狀多態性較高的21份普通小麥為材料,測序分析TaDRO-5ATaDRO-5BTaDRO-5D的序列多態性;利用“中國春”-缺體四體材料對其進行染色體定位,并用最新版的中國春基因組序列對其進行精細物理定位,根據TaDRO-5ATaDRO-5B序列多態性開發分子標記;以323份普通小麥構成的自然群體為材料進行TaDRO單元型與表型性狀的關聯分析。結果 克隆了小麥TaDRO的A、B、D基因組序列,利用最新版的中國春基因組序列分別將TaDRO-5ATaDRO-5BTaDRO-5D定位于小麥染色體5A、5B和5D上,分別位于426.15、381.00和327.60 Mb處;在TaDRO-5A全長序列中共檢測到3個SNP,形成Hap-5A-AHap-5A-C 2種單元型,根據啟動子區-2 271 bp的序列差異,開發出分子標記TaDRO-5A-KASP。在TaDRO-5B全長序列中共檢測到17個SNP和1個InDel,形成Hap-5B-ⅠHap-5B-Ⅱ 2種單元型,根據-300 bp的InDel開發了分子標記TaDRO-5B-InDel。關聯分析表明,TaDRO-5A與株高、千粒重和根系生長角度顯著相關,Hap-5A-A是增大根系生長角度、降低株高、增加千粒重的淺根型單元型,而Hap-5A-C是減小根系生長角度、增加株高、降低千粒重的深根型單元型。TaDRO-5B與株高顯著相關,Hap-5B-Ⅰ是增加株高和降低千粒重的深根型單元型,Hap-5B-Ⅱ是降低株高和增加千粒重的淺根型單元型。在地方品種中,Hap-5A-CHap-5B-Ⅰ為優勢單元型,在育成品種中,Hap-5A-AHap-5B-Ⅱ為優勢單元型;深根型單元型Hap-5A-CHap-5B-Ⅰ在干旱、半干旱麥區品種中的分布頻率高于濕潤麥區;在全球地理分布中,干旱麥區品種中Hap-5A-C為優勢單元型,但Hap-5B-I優勢不明顯。隨著育種年代推進,小麥品種中淺根型單元型Hap-5A-AHap-5B-Ⅱ的頻率增加。結論 小麥根系相關基因TaDROHap-5A-CHap-5B-Ⅰ是增加株高和降低千粒重的深根型單元型,Hap-5A-AHap-5B-Ⅱ是降低株高和增加千粒重的淺根型單元型;隨著灌溉和化肥用量的增加,中國小麥品種逐步由深根、高稈類型轉變為淺根、矮稈類型;利用分子標記選擇矮稈、深根類型,可能提高品種水肥利用效率。



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圖2 TaDRO在小麥不同發育時期的組織特異性表達
正文中引用本圖/表的段落
圖2   TaDRO在小麥不同發育時期的組織特異性表達
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