1月8日,河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院陳鋒教授團(tuán)隊聯(lián)合中國農(nóng)科院作科所何中虎、高麗鋒團(tuán)隊,在國際著名學(xué)術(shù)期刊《Journal of Advanced Research》在線發(fā)表了題為“Reconciliation of wheat 660K and 90K SNP arrays and their utilization in dough rheological properties of bread wheat”的研究論文。該研究基于矮抗58高質(zhì)量參考基因組,融合更新了小麥660K與90K SNP芯片標(biāo)記并將其應(yīng)用于面團(tuán)流變學(xué)特性研究,通過全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)、QTL定位、共線性分析、基因表達(dá)量分析等手段,定位到多個調(diào)控小麥流變學(xué)特性的重要遺傳區(qū)段,并預(yù)測了控制面團(tuán)穩(wěn)定時間的7個候選基因,找出了優(yōu)異單倍型,為小麥品質(zhì)性狀改良提供了重要基因資源。
小麥660K和90K SNP芯片是目前小麥基因挖掘過程中常用的兩款芯片,分別基于中國春1.0和0.4版本的參考基因組設(shè)計,基因組版本不同使得兩款芯片的物理位置無法直接比較。矮抗58是黃淮麥區(qū)2005年審定的主栽品種,2013年獲得國國家科技進(jìn)步一等獎,2023年矮抗58高質(zhì)量參考基因組釋放,因此,我們將小麥660K和90K SNP芯片標(biāo)記的側(cè)翼序列重新比對到矮抗58參考基因組以獲得準(zhǔn)確、可比較的標(biāo)記物理位置。結(jié)果表明,在小麥660K和90K SNP芯片中,分別有92.3%和83%的I型標(biāo)記被精確定位到矮抗58參考基因組。
面團(tuán)流變學(xué)特性和淀粉糊化特性是影響小麥加工品質(zhì)的重要因素。對黃淮麥區(qū)兩套關(guān)聯(lián)群體和一個重組近交系群體(RIL,藁城8901/周麥16)分別進(jìn)行了面團(tuán)流變學(xué)性狀調(diào)查,包括面團(tuán)穩(wěn)定時間、吸水率等9個品質(zhì)性狀,其中關(guān)聯(lián)群體I由小麥660K芯片進(jìn)行基因分型,關(guān)聯(lián)群體II 和RIL群體由小麥90K芯片進(jìn)行基因分型?;诟潞蟮男酒锢砦恢?,GWAS共挖掘到26個顯著區(qū)段與9個品質(zhì)性狀關(guān)聯(lián),其中兩個關(guān)聯(lián)群體挖掘到位于1D染色體上8.4 Mb的重疊區(qū)段與穩(wěn)定時間顯著關(guān)聯(lián)。QTL定位分析進(jìn)一步挖掘到2個QTL與該區(qū)段重疊,分別為1.64 Mb(QST.hau-1D.2)和4.81 Mb(QST.hau-1D.3)。共線性分析表明,35個注釋基因位于兩個QTL區(qū)段內(nèi),進(jìn)一步通過基因功能注釋、基因表達(dá)量分析、t檢驗等手段,預(yù)測到7個調(diào)控小麥面團(tuán)穩(wěn)定時間的潛在候選基因,并分析了優(yōu)異單倍型,從而為小麥品質(zhì)育種提供了重要基因資源。
河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院孫叢葦副教授為該論文第一作者,河南農(nóng)業(yè)大學(xué)陳鋒教授、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院何中虎研究員、高麗鋒副研究員為論文共同通訊作者,中國農(nóng)科院作科所賈繼增、河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院碩士研究生井震海等參與了研究工作。該研究受到農(nóng)業(yè)生物育種國家科技重大專項(2023ZD04069)、國家自然科學(xué)基金青年項目(32201849)、河南省重大科技專項(232102111109)的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.01.011