郭自峰研究组揭示小麦育种影响穗型性状的遗传基础
图:中国育种过程中穗型性状的变化趋势
小麦穗型在过去一个世纪小麦育种过程中发生了显著变化,这对小麦环境适应性和产量提升至关重要。小麦穗型性状的表型变化规律及其遗传基础仍不清楚,相关调控基因和分子机制有待深入研究。
中国科学院植物研究所郭自峰研究组联合西北农林科技大学韩德俊/吴建辉课题组和中国农业科学院作物科学研究所何中虎/郝元峰课题组该研究利用1900-2020年种植的830份小麦材料鉴定了16个小麦穗型性状。分析研究发现,穗重、每穗籽粒数目和千粒重显著增加,而穗长没有显著变化。可育小穗数目的增加是由于退化小穗数量减少,从而使得每穗籽粒数目增多。利用全基因组关联分析(GWAS)鉴定出49,994个显著关联SNP,进一步分析发现穗重、籽粒重和千粒重有利遗传位点逐渐富集。此外,该研究还构建了相关基因组区域的穗型性状关联网络。研究结果揭示了穗型性状育种选择和相互作用的遗传基础,为小麦穗型的调控提供了宝贵的资源。
该研究成果于2024年8月29日在线发表于国际学术期刊Plant Cell & Environment。中国科学院植物研究所特别研究助理刘洋洋、西北农林科技大学博士生蔚睿、中国科学院植物研究所助理研究员申立平、中国农业科学院作科所博士生孙梦静,湖北省农业科学院彭严春副研究员为论文共同第一作者。中国科学院植物研究所郭自峰研究员、西北农林科技大学吴建辉教授、中国农业科学院作科郝元峰研究员为共同通讯作者。中国农科院作物科学研究所何中虎研究员、西北农林科技大学韩德俊教授、湖北省农业科学院粮食作物研究所董静研究员、烟台市农业科学院孙晓辉研究员参与并指导了该工作。项目研究得到中国科学院战略性先导科技专项(XDA24010104-2)、国家自然科学基金(32272122)和中国博士后科学基金(GZB20240820)的资助。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pce.15117