目的为解析党参NBS-LRR(Nucleotide-binding site and leucine-rich repeat)抗病基因家族,探究党参抗根腐病机制,从而解决党参根腐病害难题,促进党参育种及产业发展。方法基于党参响应根腐病病原菌的转录组数据,通过运用生物信息学方法对党参NBS-LRR家族基因进行理化性质、基因结构、系统发育、表达模式及互作网络分析。结果成功鉴定到88个党参NBS-LRR家族基因,包括N、NL、CN、CNL、TN、TNL、PN共7种类型,分别有50、14、1、14、4、3、2个基因。结果表明,党参CNL及TNL类基因结构比较保守;党参CNL亚家族基因在进化过程中发生扩增;党参NBS-LRR家族基因在尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)侵染条件下存在时间表达模式差异,且侵染前期(6-24 h)高表达的基因DN64786c1g6、DN64786c1g5、DN48234c0g2、DN54844c1g2、DN59747c0g3、DN56071c1g8、DN64591c1g1、DN48464c1g1、DN59886c0g1在调控党参抗病过程中发挥重要作用。其中党参的抗病蛋白DN54844c1g2可能与GLR家族互作,进而通过调节Ca2+内流参与免疫调控;DN64786c1g5可能与CYTC-1和CYTC-2互作,进而通过参与氧化还原反应参与党参响应根腐病过程;DN59747c0g3可能与MPK3互作,进而通过参与MAP信号级联、磷酸化WRKY转录因子以及参与超敏反应(HR),在党参响应根腐病过程中发挥重要作用。结论党参NBSLRR家族基因的鉴定及表达分析对于探究党参抗根腐病机制、发掘基因功能具有重要意义。
【目的】通过对小麦穗长稳定主效QTL进行遗传及育种选择效应分析,明确其对产量性状的遗传效应,评价其未来育种应用潜力,为后续基因挖掘和小麦分子育种提供依据。【方法】利用科农9204×京411构建的重组自交系(recombinant inbred lines derived from the cross of Kenong 9204 and Jing 411,KJ-RIL)群体定位到一个多环境稳定表达的穗长主效QTL,命名为qSl-2D;利用双亲靶区间序列差异InDel位点开发出2个与该QTL紧密连锁的分子标记;结合分子标记及55K芯片基因型数据,分别进行基于KJ-RIL、MY-F2、NILs及自然作图群体的产量相关性状遗传效应分析;基于自然作图群体基因分型,分析qSl-2D单倍型在各麦区及不同年代的育种选择效应。【结果】QTL定位结果表明,qSl-2D可在7/10组环境数据中被检测到,可解释4.02%—10.10%的表型变异。其中,5/10组环境数据的LOD峰值均位于608.75 Mb处。遗传效应分析结果表明,qSl-2D增效等位基因型在4个群体遗传背景下均能显著增加穗长。此外,其在大部分群体背景下对穗粒数、株高有正向效应,而对千粒重、穗粒重和单株产量有负向效应。对KJ-RIL群体株高进一步分析发现,qSl-2D增效等位基因型对株高效应未达到显著水平的原因在于其对除穗下节间长以外的各节间长都有降秆效应;qSl-2D单倍型分析结果表明,长穗单倍型Hap-AA-GG在不同麦区中选择利用率差异较大,在北部冬麦区中选择利用率最高,占比24%;而短穗单倍型Hap-CC-CC在大部分麦区中占比30%以上。此外,随着年代的递进,qSl-2D长穗单倍型选择利用率逐渐降低,而短穗单倍型一直保持较高的选择利用率。【结论】定位到一个稳定主效的穗长QTL——qSl-2D,其增效等位基因型可在不同遗传背景下显著增加穗长,同时对其他产量相关性状有一定的遗传效应。靶区段开发的紧密连锁分子标记可用于小麦穗长及相关产量性状的遗�
