土壤酸化是影响小麦生长发育、产量和品质的重要非生物胁迫因素之一。随着工业污染加剧和氮肥过量施用,全球酸性土壤面积不断扩大,我国部分耕地土壤酸化问题也日益突出。低pH胁迫不仅会导致磷等营养元素有效性降低,还会引起氢离子、铝离子和铁离子等有毒离子积累,从而抑制根系发育、破坏离子稳态,并进一步影响地上部生物量形成。目前,关于小麦耐酸胁迫的研究多集中于铝毒害,而低pH本身对小麦生长的直接影响及其遗传基础仍缺乏系统研究。鉴于低pH胁迫与铝毒害在生理响应和遗传调控方面具有一定独立性,挖掘小麦低pH胁迫响应相关基因,对于深入解析小麦耐酸胁迫机制和培育耐酸小麦品种具有重要意义。
近日,我院植物基因组编辑团队吕国国博士在The Crop Journal发表了题为“Genetic dissection of soil acidity tolerance in wheat by combining genome-wide association study and linkage mapping”的研究论文。该研究综合利用全基因组关联分析(GWAS)、连锁定位分析、单倍型分析、混池转录组(BSR-seq)和双荧光素酶报告基因分析等方法,对小麦耐低pH胁迫的遗传基础进行了系统解析,鉴定了一个位于2A染色体上的稳定QTL,并筛选出甲基转移酶编码基因TaMT-2A作为调控小麦耐酸胁迫的候选基因,为小麦耐酸胁迫分子育种提供了重要基因资源。
图1 TaMT-2A候选基因的筛选及单倍型分析
河南科技学院为第一完成单位,我院胡海燕教授和河南农业大学陈锋教授为共同通信作者。河南科技学院马悦、梁仪红、刘珂等研究生参与了相关研究工作。该研究得到中国博士后科学基金(2024M750748)、河南省科技攻关项目(252102111116)和河南省重大科技专项(251100110200)等项目资助。
撰稿/吕国国 初审/王志伟 复审/朱启迪 终审/于江傲
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