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小麦TaDRO与根系形态的关联分析及在中国和全球品种中的地理分布与演变

张维军; 李甜; 秦琳; 赵静; 赵俊杰; 柳洪; 侯健; 郝晨阳; 陈东升; 魏亦勤; 景蕊莲; 张学勇 中国农业科学 2018年第10期

摘要:【目的】根系改良是提高小麦抗逆性和产量的关键因素之一。通过克隆不同根系类型小麦品种的根系相关基因TaDRO,分析其与小麦重要农艺性状的关系,开发标记,为品种改良提供理论依据和技术支撑。【方法】以根系性状多态性较高的21份普通小麦为材料,测序分析TaDRO-5A、TaDRO-5B和TaDRO-5D的序列多态性;利用“中国春”一缺体四体材料对其进行染色体定位,并用最新版的中国春基因组序列对其进行精细物理定位,根据TaDRO-5A和TaDRO-5B序列多态性开发分子标记;以323份普通小麦构成的自然群体为材料进行TaDRO单元型与表型性状的关联分析。【结果】克隆了小麦TaDRO的A、B、D基因组序列,利用最新版的中国春基因组序列分别将TaDRO-SA、TaDRO-SB和TaDRO-SD定位于小麦染色体5A、5B和5D上,分别位于426.15、381.00和327.60Mb处;在TaDRO-5A全长序列中共检测到3个SNP,形成Hap-5A-A和Hap-5A-C2种单元型,根据启动子区-2271bp的序列差异,开发出分子标记TaDRO-5A—KASP。在TaDRO-5B全长序列中共检测到17个SNP和1个InDe1,形成Hap-5B-Ⅰ,和Hap-5B-Ⅱ,2种单元型,根据-300bp的InDel开发了分子标记TaDRO-5B—InDe1。关联分析表明,YaDRO-5A与株高、千粒重和根系生长角度显著相关,Hap-5A-A是增大根系生长角度、降低株高、增加千粒重的浅根型单元型,而Hap-5A-C是减小根系生长角度、增加株高、降低千粒重的深根型单元型。TaDRO-5B与株高显著相关,Hap—5B-Ⅰ,是增加株高和降低千粒重的深根型单元型,Hap-5B-Ⅱ是降低株高和增加千粒重的浅根型单元型。在地方品种中,Hap-5A—C和Hap-5B-Ⅰ,为优势单元型,在育成品种中,Hap—5A-A刊和Hap-5B-Ⅱ为优势单元型;深根型单元型Hap-5A和Hap-5B-Ⅰ,在干旱、半干旱麦区品种中的分布频率高于湿润麦区;在全球地理分布中,干旱麦区品种中Hap-5A—C为优�

关键词:小麦根系形态tadro单元型关联分析

单位:中国农业科学院作物科学研究所; 北京100081; 宁夏农林科学院农作物研究所; 宁夏永宁750105

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