《小麥粒重主效QTL的精細定位及候選基因克隆和功能鑑定》是依託中國農業大學，由倪中福擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：小麥粒重主效QTL的精細定位及候選基因克隆和功能鑑定
- 依託單位：中國農業大學
- 項目負責人：倪中福
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
粒重是小麥高產育種的關鍵性狀之一。我們已利用粒重有顯著差異的小麥品系ND3488（大粒）和ND459(小粒)構建的重組近交系群體，在6A染色體上檢測到2個控制粒重的主效QTL。本研究擬通過高級分離群體對2個主效QTL進行精細定位，克隆控制粒重的候選基因並進行轉基因功能驗證。在此基礎上，利用候選基因的近等基因系進行表達模式、轉錄組差異表達譜及籽粒發育的細胞學特性分析，初步解析和闡述候選基因調控籽粒發育的作用機理。另外，還將對粒重QTL/基因的育種利用價值進行系統評價，以期為粒重的分子遺傳改良奠定基礎。
結題摘要
千粒重是小麥產量的重要構成因素，解析其形成的遺傳和分子基礎將有助於提高產量設計育種的效率。本項目對位於小麥6A染色體上的兩個粒重主效QTL進行了精細定位、候選基因克隆和利用價值分析。首先，採用近等基因系將QTgw.cau-6A.1定位到小於0.538 cM的區間內，並鑑定出一個與水稻粒重基因GW2同源的TaGW2-6A稀有等位等位變異。 與小粒親本京411中的等位基因相比，大粒親本豫麥8679中該基因轉錄起始位點的缺失導致了啟動子活性和表達水平顯著降低。田間實驗結果顯示，該稀有等位變異在提高千粒重的同時降低了穗粒數，但是單穗粒重和單株粒重有顯著增加，可用於小麥產量分子遺傳改良。研究還發現，該基因所在區段雜合子在單穗粒重上表現為超顯性效應，在雜交小麥育種中可能有較大的利用價值。另外，我們獲得了QTgw-cau-6A.2區段內的粒重候選基因TaGL2。該基因在大粒親本中的表達水平明顯高於小粒親本，並且其超表達株系的粒重等性狀明顯高於野生型，但是穗粒數較野生明顯減少。綜上所述，我們鑑定出的粒重候選基因進一步豐富了對小麥千粒重形成機理的認識，是粒重遺傳改良的潛在靶基因。
