野生二粒小麦中控制毛状叶鞘的TdHLS基因的精细定位

《Theoretical and Applied Genetics》：Fine mapping of the TdHLS gene controlling hairy leaf sheath from wild emmer wheat

　　

摘要

主要结论

基于Zavitan（WEW_v1.0）参考基因组，控制野生二粒小麦（wild emmer wheat）毛状叶鞘形成的TdHLS基因被精细定位到4BL染色体上的一个约2.3 Mb的物理区间内。

摘要

叶鞘上的毛状体是特化的表皮结构，为植物提供保护屏障。野生二粒小麦（WEW）是普通小麦的四倍体祖先，是小麦育种计划中的宝贵遗传资源。本研究报道了TdHLS基因的精细定位，该基因控制着从WEW中引入的毛状叶鞘特征。通过F₂和F₃（0T267/Han 87–1*2和0T267/AK58*2）个体的遗传图谱分析，发现该基因位于4BL染色体上的2.3 Mb区域内（基于WEW参考基因组Zavitan v1.0），并且该区域表现出重组抑制现象。转录组和序列分析在目标区间内的28个注释基因中识别出4个存在非同义突变的表达基因。其中，TRIDC4BG062310（编码一种与氧甾醇结合蛋白相关的蛋白质）表现出差异表达模式，表明其在毛状体发育中可能发挥作用。共线性分析显示，WEW（Zavitan v1.0）、大麦（Morex v1.0）和Aegilops tauschii（AL8/78 v4.0）中存在同源的毛状叶鞘基因位点，表明存在控制这一形态特征的进化保守同源基因。通过导入系实验，成功将这一性状整合到目标品种中，且未影响植物的结构及籽粒特性。本研究为TdHLS基因的克隆奠定了基础，并为小麦育种提供了有价值的形态学标记。