The Crop Journal | 河南大学宋纯鹏教授团队在探索利用节节麦实现现代小麦品种产量性状改良方面取得新进展

以下文章来源于The Crop Journal ，作者编辑部

小麦是世界上最重要的粮食作物之一。然而，由于人工驯化过程中少数骨干亲本的长期利用以及多倍体化瓶颈，使得普通小麦品种的遗传基础日益狭窄，应对极端环境的能力逐渐下降。为了拓宽现代小麦栽培种的遗传多样性，培育新品种，从小麦近缘或者远缘物种中挖掘有益基因是一个非常有效的途径。节节麦（Aegilops tauschii, DD, 2n = 2x = 14）是普通小麦（AABBDD）的D基因组供体种。由于只有特定地区的极少数节节麦参与了小麦的起源，其野生群体的遗传多样性远远高于普通小麦D基因组，蕴含有丰富的抗性、产量和品质相关的基因资源，是现代小麦D基因组遗传改良的重要资源库。目前对节节麦的利用主要集中在生物胁迫和非生物胁迫抗性方面，而利用其改良小麦产量性状的研究鲜有报道。

近日，河南大学宋纯鹏教授团队在The Crop Journal在线发表了题为“Introgression of QTL from Aegilops tauschii enhances yield-related traits in common wheat”的研究论文，以距离小麦D亚基因组亲缘关系较远的L1系节节麦T015（采自于中国河南省卢氏县东明镇）和现代小麦栽培种周麦18为亲本构建了节节麦渐渗系群体，对千粒重、穗粒数等15个产量相关性状进行QTL鉴定和候选基因预测，并优先筛选出4个综合性状优良、可用于后续小麦遗传改良的渐渗系材料。

研究者利用小麦55K芯片构建了该渐渗系群体的D亚基因组高密度遗传连锁图谱，结合11个环境的15个产量相关性状的表型数据，共检测到27个至少在5个环境条件下稳定的QTL，其中20个QTL的加性效应来源于节节麦T015，最高可解释24.27%的表型变异（图1）。对与籽粒长度相关的主效QTL（QKl-2D.5）进行深入分析，将其定位到2D染色体约2.6 Mb的物理区间内，共包含52个基因。基于候选基因AetT093_2Dv1G100900.1在双亲间的非同义突变开发了3个KASP标记，用于渐渗系群体的单倍型分型，发现携带T015单倍型的家系在11个环境条件下的籽粒长度均显著高于携带周麦18单倍型的家系（图2）。此外，研究者以株高（PH 70~80 cm）、千粒重（TKW大于50 g）、穗粒数（KNS大于60粒）、分蘖数（TN大于15）以及抽穗期（HD小于185 d）等性状为标准，筛选出4个综合性状优良的渐渗系材料（图3），分别携带了该研究鉴定的由节节麦贡献的QTL位点，这些渐渗系材料后续将优先用于小麦品种改良试验中。该研究结果为节节麦种质资源的有效发掘和优异基因向小麦的导入和利用奠定了基础，为现代小麦遗传改良的原始种质创新提供了材料。

绿色为加性效应来自于周麦18的QTL；橙色为加性效应来自于与节节麦T015的QTL。

作者和基金项目

河南大学博士后麻菲菲和博士研究生李姌喆为该文共同第一作者，李浩教授、周云教授和李锁平教授为共同通信作者，宋纯鹏教授对该研究进行了全面指导和支持。该研究得到国家自然科学基金项目（32230079，32001492，31871615，31901547）和河南省自然科学基金项目（222301420102）的资助。

本文转载自The Crop Journal

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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