小麦萌发阶段耐碱性的全基因组关联研究

《Theoretical and Applied Genetics》：Genome-wide association study of alkali tolerance at germination stage in wheat

小麦耐碱性遗传机制研究。基于314份材料在0.15%碳酸钠胁迫下的基因组关联分析，鉴定出206个发芽相关标记-性状关联（MTAs），其中5个位点（MTA25/29/80/129/166）在胁迫与对照条件下均显著。整合主成分分析与GWAS数据，新增198个PC-MTAs，其中51个与表型关联位点共定位。开发2个KASP分子标记，揭示耐碱性核心应激响应位点，为分子育种提供资源。

　　

摘要

主要结论

本研究鉴定出了6个具有高度耐碱性的小麦种质资源，发现了206个与发芽特性相关的标记-性状关联（MTAs），以及198个显著的PC-MTAs（基于主成分分析的标记-性状关联），并开发了2个用于抗性育种的KASP（竞争性等位基因特异性PCR）标记。

摘要

土壤碱化是全球小麦生产面临的主要限制因素，因此揭示小麦在发芽过程中耐碱性的遗传机制至关重要。本研究对314个小麦样本进行了全基因组关联分析（GWAS），这些样本在0.15% Na?CO?胁迫条件下以及对照条件下进行了评估。表型分析显示，在碱化胁迫下，幼苗生物量和根系生长受到显著抑制，而发芽率基本未受影响。根据主成分分析，这些样本被分为5个耐受性组：6个高度耐碱、57个耐碱、92个中等耐碱、110个敏感和35个高度敏感。GWAS共检测到206个与发芽相关的显著标记-性状关联（MTAs），其中5个位点（MTA25、MTA29、MTA80、MTA129和MTA166）在两种条件下均得到一致验证。对其中3个稳定位点（MTA25、MTA29和MTA80）进行了等位基因效应分析和候选基因分析。结合主成分分析的结果，又发现了198个显著的MTAs，其中51个与基于表型的MTAs共定位，并被确认为响应胁迫的核心基因位点。此外，还开发了与麦鞘长度和发芽率相关的竞争性等位基因特异性PCR标记。这些发现有助于我们更好地理解小麦发芽过程中的耐碱性遗传基础，并为培育耐碱小麦品种提供了宝贵的分子资源。

主要结论

本研究鉴定出了6个具有高度耐碱性的小麦种质资源，发现了206个与发芽特性相关的标记-性状关联（MTAs），以及198个显著的PC-MTAs（基于主成分分析的标记-性状关联），并开发了2个用于抗性育种的KASP标记。

摘要

土壤碱化是全球小麦生产面临的主要限制因素，因此揭示小麦在发芽过程中耐碱性的遗传机制至关重要。本研究对314个小麦样本进行了全基因组关联分析（GWAS），这些样本在0.15% Na?CO?胁迫条件下以及对照条件下进行了评估。表型分析显示，在碱化胁迫下，幼苗生物量和根系生长受到显著抑制，而发芽率基本未受影响。根据主成分分析，这些样本被分为5个耐受性组：6个高度耐碱、57个耐碱、92个中等耐碱、110个敏感和35个高度敏感。GWAS共检测到206个与发芽相关的显著标记-性状关联（MTAs），其中5个位点（MTA25、MTA29、MTA80、MTA129和MTA166）在两种条件下均得到一致验证。对其中3个稳定位点（MTA25、MTA29和MTA80）进行了等位基因效应分析和候选基因分析。结合主成分分析的结果，又发现了198个显著的MTAs，其中51个与基于表型的MTAs共定位，并被确认为响应胁迫的核心基因位点。此外，还开发了与麦鞘长度和发芽率相关的竞争性等位基因特异性PCR标记。这些发现有助于我们更好地理解小麦发芽过程中的耐碱性遗传基础，并为培育耐碱小麦品种提供了宝贵的分子资源。