小麦是世界范围种植最广泛的作物之一,随着人口的不断增加,小麦的需求量不断上升,提高小麦产量是育种的一项重要任务。小麦产量的三要素为单位面积穗数、穗粒数和千粒重,穗粒数由可育小穗数和单个小穗的籽粒数决定。发掘小麦中调控可育小穗数和穗粒数的相关基因,挖掘相关基因的优异位点,有利于提高小麦的产量,是培育优异小麦新品种的有效途径。
中国科学院植物研究所郭自峰研究组与合作者利用306份来自于世界范围的小麦农家品种和830份中国不同育种年代的小麦品种对TaJAZ-A1,TaJAZ-B1和TaJAZ-D1的单倍型进行了分析,发现相关单倍型的分布呈现明显的地理分化,在830份中国不同育种年代小麦中的分析发现这些单倍型在育种过程中被差异选择。同时分析了TaJAZ-A1,TaJAZ-B1和TaJAZ-D1单倍型在二、四、六倍体小麦中的分布情况。研究人员发现,TaJAZ-B1基因上的一个SNP导致非同义突变(A-G,Gln-Arg),为了评估此位点的应用价值,构建了近等基因系来验证其效应,发现与携带G位点的品系相比,携带A位点的品系可育小穗数和穗粒数更多。为方便后续应用,科研人员开发了KASP标记对此位点进行检测。还发现过表达TaJAZ1ΔJas显著减少了可育小穗数和穗粒数。综上,该研究发掘了TaJAZ1单倍型的地理分化、育种选择和驯化效应并鉴定其重要遗传位点,为小麦设计育种提供了理论基础。
该成果于2月1日在线发表于学术期刊Journal of Genetics and Genomics。植物所博士研究生叶波涛、刘洋洋和已毕业硕士研究生王梓颖为该文共同第一作者,郭自峰研究员、中国农业科学院作物科学研究所郝元峰研究员和中国科学院遗传与发育生物学研究所鲁非研究员为共同通讯作者。相关工作得到中国科学院先导专项、国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助。
文章链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1673852724000262
(分子生理实验室供稿)
TaJAZ1的地理分化、育种选择、驯化效应及育种应用的遗传基础