大豆种质抗旱性评价及抗旱候选基因的挖掘

大豆种质抗旱性评价及抗旱候选基因的挖掘
李盛有;王昌陵;闫春娟;张立军;孙旭刚;曹永强;王文斌;宋书宏
【期刊名称】《中国农业科学》
【年(卷),期】2024(57)10
【摘要】【目的】综合运用不同抗旱评价指标,筛选大豆优异抗旱种质,发掘重要抗旱基因,为大豆抗旱分子育种提供理论基础。

【方法】利用188份大豆种质资源,于2018、2019、2020和2021年测定正常供水和干旱胁迫下的单株荚数、单株生物量和单株产量,利用抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数等参数鉴定大豆种质的抗旱性,通过全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)检测与大豆抗旱参数显著相关的SNP(single nucleotide polymorphisms)标记,并结合干旱胁迫下大豆幼苗叶片基因表达谱分析,筛选抗旱候选基因。

【结果】188份大豆种质资源的抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数存在广泛变异,分别利用逐级分类法将供试材料划分为5个等级。

其中,辽豆15、辽豆69、辽豆14、金杖子黄豆、中黄606、科新3号、Koreane 4等7份种质在不同评价方法中均被鉴定为一级抗旱。

对抗旱指数、改进抗旱指数、加权抗旱系数和加权抗旱指数进行GWAS分析,共定位到15个显著关联的SNP位点能够在多环境下稳定表达,这些位点对表型变异的贡献率为12.46%—25.60%。

在显著SNP位点上、下游各200 kb区间内共有注释基因226个。

通过对抗旱品种辽豆14和干旱敏感型品种辽豆21在干旱胁迫下进行转录组测序和实时荧光定量PCR分析,鉴定出32个注释基因受干旱胁迫诱导显著差异表达。

其中,Glyma.02G182900、Glyma.04G012400、Glyma.06G258900、Glyma.15G100900、Glyma.01G172600、Glyma.04G012300、
Glyma.01G172200和Glyma.04G010300等8个候选基因分别编码钙依赖性蛋白激酶、通用应激蛋白A、G型凝集素S受体样丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、蛋白磷酸酶2C、异黄酮还原酶、异黄酮还原酶同源物、生长素蛋白和bZIP转录因子。

【结论】综合运用不同抗旱参数,在188份大豆种质资源中筛选出7份抗旱种质资源,鉴定了15个与抗旱参数显著关联的SNP位点,并鉴定出抗旱候选基因8个。

【总页数】30页(P1857-1869)
【作者】李盛有;王昌陵;闫春娟;张立军;孙旭刚;曹永强;王文斌;宋书宏
【作者单位】辽宁省农业科学院作物研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S51
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