小麦苗期钾效率相关性状的全基因组关联分析

• 作者: 孔凡美 张艳霞 李斯深 赵岩 赵艳艳 郭营
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 关键词: 小麦 苗期 钾效率 关联分析
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 页码范围: 699-709
• 页数: 11页
• 字数: 6655字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.18140

摘要

[目的]深入探究小麦钾效率的遗传基础,定向培育钾高效小麦品种是缓解我国钾肥资源短缺的重要途径.本文拟对不同钾处理条件下小麦苗期钾效率相关性状进行鉴定,并进行差异分子标记关联分析,筛选与钾效率紧密关联的分子标记,为钾效率相关基因的克隆及其在育种中的应用奠定基础.[方法]本研究以不同小麦品种(134份)为试验材料,于2014年和2015年,在山东农业大学温室内进行了营养液培养试验.设置正常供钾和低钾水平两个处理,7 cm高、7日龄的幼苗在黑暗中生长28天后收获.将幼苗分为地上部和根部,测定植株干重(生物量)、钾含量,计算植株钾累积量、根冠生物量比和钾累积量比和钾利用效率.分析低钾处理对生物量及钾效率相关性状的影响,并以该群体检测到的15230个差异SNP标记为基础,用TASSEL 5.0软件中的GLM模型和MLM模型对钾效率相关性状数据进行标记-性状的关联分析,以确定小麦苗期钾效率稳定关联的分子标记位点.[结果]与正常钾处理相比,低钾处理下植株根、冠及全株钾含量及积累量均显著下降,而根冠生物量比、根冠和全株钾利用率均显著增加.关联分析共获得了1300个关联分子标记,其中1102个标记被定位在19条染色体上,这些分子标记绝大多数仅在特定环境条件下被检测到,三个环境下均可检测到的相对稳定的分子标记位点仅有3个,分别为Excalibur_c14273_1407、Ku_c11150_773、BS00094893_51.同时,试验筛选出4个性状簇集位点标记,这些位点同时与6～7个性状存在显著关联,分别为Excalibur_c8670_972、wsnp_Ex_c12887_20426781、wsnp_Ku_c13311_21255428、IACX5989.[结论]低钾处理对小麦苗期生长及钾效率相关性状遗传控制位点有显著影响,低钾处理下与生物量和钾效率相关性状显著关联的分子标记绝大多数在同一个钾处理环境中被检测到,因此不同钾处理环境下这些性状可能由截然不同的基因控制.试验检测到4个至少与6个性状同时显著关联的热点分子标记位点,这些位点与小麦苗期多个生物量及钾效率相关性状均存在显著关联,可能包含重要的基因信息,值得进一步深入研究.