小麦TabHLH112-2B基因克隆及每穗小穗数相关功能标记开发

bHLH(basic Helix-Loop-Helix)转录因子在植物生长发育过程中发挥着重要作用。本研究克隆了小麦TabHLH112-2B,该基因由7个外显子和6个内含子构成,编码444个氨基酸,在315~364位氨基酸处具有一个典型的HLH保守结构域。组织表达模式分析表明TabHLH112-2B在小麦幼苗期、拔节期、抽穗期和开花期的各个组织中均有表达,其中在叶和根中表达量较高。顺式作用元件分析发现TabHLH112-2B启动子区含有植物激素应答、胁迫响应、与分生组织发育相关的多种顺式作用元件, qRT-PCR结果显示其表达响应ABA、IAA、MeJA等植物激素和干旱、高盐、低温、高温等胁迫处理。基因组序列多态性分析检测到启动子区域的2个SNP,分为2种单倍型。根据SNP-682开发分子标记并进行关联分析,发现该标记与干旱、高温等多种环境下的每穗小穗数显著相关,Hap-2B-2为每穗小穗数多的优异单倍型。研究结果为培育高产广适小麦新品种的分子标记辅助育种提供了优异基因资源和技术支撑。

小麦小穗数调控基因WAPO1的单倍型、遗传效应、地理分布及育种利用分析

小麦穗部性状直接与产量相关,是极重要的农艺性状。WAPO1编码F-box蛋白,是水稻小穗数发育相关基因APO1在小麦中的直系同源基因。本研究鉴定了WAPO1的优异单倍型,并对其遗传效应、地理分布和育种利用情况进行了鉴定。通过开发的KASP标记对编码区第140位碱基变异SNP(G/T)进行鉴定,并使用前人报道的启动子InDel标记对WAPO1启动子115 bp的插入缺失进行鉴定,在中国地方小麦中进行单倍型鉴定。结果显示,在前人鉴定到的3种单倍型(H1:140^(G)+115^(deletion),H2:140^(T)+115^(insertion),H3:140^(G)+115^(insertion))基础上,鉴定到了新的第4种单倍型(H4:140^(T)+115^(deletion))并证明H2和H4为优异单倍型,能显著提高小麦每穗小穗数。将开发的KASP标记对223份世界小麦、144份中国育成小麦和119份四川小麦进行分型,筛选出优异单倍型并对其在育种中的利用和分布进行了鉴定,结果表明优异单倍型在中国和世界范围都被广泛选育。