PEG胁迫下春麦根部性状全基因组关联分析

小麦是多数国家重要口粮作物之一,干旱严重影响小麦的生长发育和产量.为挖掘与小麦根部性状抗旱性相关的SNP位点及候选基因,本研究以183份新疆春小麦自然群体为材料,使用20％PEG-6000溶液和正常营养液进行苗期抗旱水培试验,对总根长、根表面积、根体积、根平均直径、根鲜重、根干重、根尖数和最长根长等8个小麦根部性状的测定值进行统计分析,对根部性状的抗旱系数进行相关性分析,并结合55K基因芯片对根部性状的抗旱系数进行混合线性模型(Q+K)的全基因组关联分析.研究结果表明,正常培养下,8个根部性状变异系数为17.81％～70.71％,PEG胁迫处理下,8个根部性状变异系数为20.01％～61.62％.小麦根部性状抗旱系数的相关性分析结果表明,根平均直径抗旱系数与总根长抗旱系数、根尖数抗旱系数和最长根长抗旱系数呈极显著负相关,总根长抗旱系数与根表面积抗旱系数的相关系数最大,为0.74.全基因组关联分析结果显示,共定位到54个与根部抗旱性状相关的SNP位点(P≤0.001),单个位点可解释表型变异范围为6.18％～18.74％,分布在除3B、3D、5D、6D和7D外的16条染色体上.共检测到多效位点6个,分别位于1A、5A、7A、1B、5B和2D染色体上,可解释6.55％～18.74％的表型变异.其中,位于5A染色体上的AX-110482078～AX-110400975与根尖数、根体积和最长根长显著关联,贡献率为8.74％～15.44％.对显著关联的54个位点进行候选基因预测,获得TraesCS4A01G424000、TraesCS6A01G047200、TraesCS5B01G056600等9个可能与小麦根部性状抗旱性相关的基因,这些基因可能通过调控转脂蛋白、过氧化物酶、MYB转录因子等参与小麦逆境生理调控.