干旱是严重制约农艺生产的世界性问题,是限制农业生产最主要的非生物因素之一,是制约青稞产量的主要因素之一。近日,农学院作物遗传育种学系冯宗云教授团队完成的最新研究成果“igenome-wide association mapping of hulless barley phenotypes in drought environment”在国际主流学术刊物《frontiers in plant science》(二区top期刊,if=6.627)上发表,结果对青稞抗旱育种具有重要指导作用。
本研究以269份不同基因型青稞资源为材料,利用全基因组关联分析鉴定了与抗旱性状显著关联的snp标记。供试材料在正常及干旱胁迫条件下,调查了地上部鲜重、地上部干重、地下部鲜重、地下部干重、叶片鲜重、叶片干重、地上部(苗)失水率、地下部(根)失水率、叶片含水量、叶片相对含水量、根/芽鲜重比率、根/芽干重比率等多种数量性状及主穗长、单株粒数、单株粒重、千粒重、主穗小穗数、株高、单株有效穗数等田间表型性状。基因型分型后,共获得8936130个高度一致的snp,这些snp的缺失率低于50%,最小等位基因频率大于0.05。在显著耐旱性位点附近,共获得8个对青稞抗旱性有潜在贡献的候选基因。
该研究以四川农业大学为第一署名单位,博士研究生李洁为第一作者,冯宗云教授为第一通讯作者。该研究受到国家重点研发计划(2018yfd1000705、2018yfd1000700)、国家自然科学基金(32060480)、国家现代农业产业技术体系(cars-05)、四川省国际科技合作项目(2021yfh0113)及四川农业大学双支计划基金等资助。
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图1 snp标记在染色体上的分布
图2基于gbs鉴定到的5949446个snps构建的269份青稞自然群体的进化树
图3多次实验中抗旱性状关联分析的曼哈顿图和q-q图(fast-lmm)
a-b )单株有效穗数(esnp), c )主穗数(men), d )主穗长(msl), e )干重根冠比(rswd), f )千粒重(tgw).