小麦DNA去甲基化酶基因全基因组鉴定及其在籽粒发育中的表达分析

DNA去甲基化酶（dMTase）是一种高度保守的表观遗传修饰因子,涉及许多生物学过程,包括生长发育、应激反应和次生代谢。本研究基于小麦基因组数据,对小麦 DNA去甲基化酶基因（TadMTase）进行了全面鉴定和生物信息学分析。结果表明,小麦基因组中包含18 个TadMTase基因,分布于小麦15条染色体上。系统进化分析将TadMTase分为 ROS、DML3、DML4 和 DML5等 4个亚家族,亚家族之间的TadMTase基因序列长度和内含子数量存在差异,但同一个系统进化树分支中的亚族成员具有高度相似的基因结构、保守 motifs 和结构域,为植物dMTase基因家族的直系同源基因,在进化方面具有保守性。亚细胞定位预测TadMTase均定位于细胞核中;通过与小麦祖先物种的进化及共线性分析,发现在小麦异源六倍体形成过程中存在部分TadMTase基因丢失;TadMTase基因家族启动子区域包含大量光信号、植物激素、胁迫响应和生长发育等相关顺式作用元件;转录组数据分析表明TadMTase基因在不同组织器官和籽粒发育不同时期表达模式不同,有一定的组织特异性。进一步RNA-Seq和荧光定量PCR分析表明TaROS1b-1A.1和TaROS1a-5A/D分别在籽粒的种皮和胚乳发育时期显著上调表达,且在强筋和弱筋小麦品种中表达存在差异。结果为TadMTase 基因在调控小麦籽粒生长发育及其品质形成中的调控机制提供参考。     

江苏小麦品种春化和光周期基因的组成分析

利用春化基因Vrn-A1、Vrn-B1、Vrn-D1、Vrn-B3及光周期基因Ppd-A1、Ppd-B1和Ppd-D1的STS分子标记对选自江苏境内的114份小麦品种(系)进行检测,研究江苏小麦品种中春化和光周期基因的分布情况。结果表明:春化基因显性等位变异的分布频率依次为Vrn-D1a(57.9%)、Vrn-D1b(15.8%)、Vrn-A1b(5.3%)、Vrn-B1 (2.6%)和Vrn-B3 (0)。江苏淮南麦区中Vrn-D1a的分布频率最高(77.5%);江苏淮北麦区中Vrn-D1b的分布频率最高(38.2%)。江苏地区共存在6种春化基因等位变异组合:vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1a(56.1%)、vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1 (21.1%)、vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1b(15.8%)、Vrn-A1b+vrn-B1+vrn-D1 (2.6%)、vrn-A1+Vrn-B1+vrn-D1 (2.6%)和Vrn-A1b+vrn-B1+Vrn-D1a(1.8%)。淮南麦区vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1a(75.0%)组合占主导地位;淮北麦区以vrn-A1+vrn-B1+vrn-D1 (50.0%)和vrn-A1+vrn-B1+Vrn-D1b(38.2%)组合为主。所有品种(系)均含有光周期敏感型基因Ppd-A1b和Ppd-B1b,有7个品种携带光周期敏感型基因Ppd-D1b,其余品种均携带光周期不敏感型基因Ppd-D1a,占93.9%。     

不同接种方式下小麦对赤霉病侵染和扩展的响应

选择扬麦4号和偃展1号杂交后开花期一致的49份重组自交系(recombinant inbred lines,简称RIL)材料为研究对象,在2个独立的区域采用单花滴注和土表接种2种方式,分别调查开花后14、28、42 d群体的病小穗数,计算病小穗率.分析2种接种条件下的各个时期群体的病小穗率绝对值和动态变化.结果表明,单...     

小麦“N553×扬麦13”RIL群体小穗密度、株高及赤霉病抗性QTL分析

为了发掘新的抗赤霉病基因,以抗赤霉病新种质N553与扬麦13构建的包含184个家系的重组自交系(RILs)为材料,利用217对在双亲间具有多态性的分子标记构建遗传连锁图谱,利用该图谱对小穗密度、株高及赤霉病抗性进行QTL检测,并分析了小穗密度及株高与赤霉病抗性的相关性。结果表明,本研究共检测到5个赤霉病抗性相关QTL,其中1个效应较大的QTL位于2D染色体上,位于标记wmc18-cfd233之间,可解释8.17%~11.42%的表型变异;在3B染色体短臂上检测到1个QTL,位于标记barc102-gwm533之间,可解释5.33%~42.96%的表型变异。QFhb.jaas-2DS与QFhb.jaas-3BS聚合可显著增强小麦赤霉病抗性。另外3个QTL贡献率小于10%,分别位于染色体2B、3B、4A上。检测到与小穗密度相关的QTL有1个,位于3B染色体上,可解释5.36%~6.08%的表型变异。检测到与株高相关的QTL有5个,分别位于染色体4A、7A、5B、6B上,可解释5.2%~8.93%的表型变异。小穗密度与赤霉病抗性呈正相关,株高与抗扩展抗性无相关性,与抗侵染抗性呈负相关。结合以上QTL检测及相关性分析结果可知,QFhb.jaas-3BL可能不是赤霉病抗性位点。因此,包括QFhb.jaas-3BL在内的贡献率小于10%且仅在单一环境下检测到的3个赤霉病抗性相关QTL需进一步进行多年多点试验。