近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所葫蘆科蔬菜遺傳育種創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在黃瓜成株期耐熱性候選基因挖掘方面取得重要進(jìn)展。該研究從88份黃瓜核心種質(zhì)中鑒定出18份極端耐熱種質(zhì)和28份極端熱敏種質(zhì)，在全基因組范圍內(nèi)鑒定到5個(gè)與黃瓜植株熱脅迫響應(yīng)相關(guān)的QTL位點(diǎn)，并挖掘到5個(gè)參與熱脅迫響應(yīng)的候選基因。相關(guān)研究結(jié)果以“A Genome-wide association study identifies candidate genes for heat tolerance in adult cucumber （Cucumis sativus L.） plants”為題發(fā)表于《Horticultural Plant Journal》上。
黃瓜（Cucumis sativus L.）是世界范圍內(nèi)種植的主要蔬菜作物，熱脅迫是制約黃瓜生產(chǎn)的重要環(huán)境因子。研究黃瓜耐熱的分子機(jī)制，挖掘優(yōu)良等位變異，選育耐熱的優(yōu)異種質(zhì)成為育種亟待解決的問(wèn)題。然而，長(zhǎng)期以來(lái)黃瓜耐熱性基因挖掘研究匱乏，嚴(yán)重制約了耐熱分子育種進(jìn)程。
該研究基于黃瓜成株期自然高溫條件下的熱害指數(shù)進(jìn)行聚類(lèi)分析，從88份黃瓜核心種質(zhì)中鑒定出18份極端耐熱種質(zhì)和28份極端熱敏種質(zhì)，結(jié)合生態(tài)型分析表明黃瓜成株期耐熱種質(zhì)多屬于東亞生態(tài)型，而熱敏種質(zhì)主要屬于歐洲和印度生態(tài)型。基于BLUP值并結(jié)合基因組數(shù)據(jù)開(kāi)展全基因組關(guān)聯(lián)分析，共鑒定到5個(gè)與黃瓜植株熱脅迫響應(yīng)相關(guān)的QTL位點(diǎn)。通過(guò)同源基因功能注釋、單倍型分析、時(shí)空表達(dá)分析，分別鑒定到5個(gè)參與熱脅迫調(diào)控的候選基因。該研究是首次在全基因組范圍內(nèi)挖掘黃瓜植株響應(yīng)熱脅迫的候選基因，為耐熱品種培育提供了基因資源。
該研究以中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所為第一和通訊作者單位。張圣平研究員和苗晗副研究員為共同通訊作者。王在展碩士研究生和董邵云副研究員為論文共同第一作者。該研究獲得現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程、北京市種質(zhì)創(chuàng)制和品種選育聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目、廣東省重點(diǎn)研發(fā)等項(xiàng)目的資助。
原文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.hpj.2023.11.001
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