青稞早抽穗主效QTL cqHD2H-2的遗传定位及候选基因分析

摘要

抽穗期是决定青稞品种的种植区域范围和季节适应性的重要农艺性状,也是青稞成熟早晚的关键标志。在前期实验中,青稞早抽穗主效QTL cqHD2H-2被定位于青稞2H染色体上约84 Mb的区间内,为进一步验证该位点的有效稳定性,本研究对cqHD2H-2进行定位验证及候选基因分析。利用早抽穗青稞品种DZZ与晚抽穗青稞品种KL10构建F5群体,在cqHD2H-2区段内开发InDel标记,共筛选到3个与目标基因紧密连锁的分子标记,扫描F5群体中的25株极端早抽穗和25株极端晚抽穗单株,获得1个侧翼共显性标记,将cqHD2H-2进一步限定在标记PA22和Va07之间约40 Mb的区间内。该区段通过与大麦及水稻同源共线性比对,筛选到水稻抽穗期基因DTH8在大麦中的同源基因HORVU2Hr1G087460(HvNF-YB3)。比较HvNF-YB3基因全长,发现Hv2H.NF-YB3(DZZ)与Hv2H.nf-yb3(KL10)编码区由1个外显子组成,编码区为750 bp,启动子区为2116 bp,Hv2H.NF-YB3与Hv2H.nf-yb3启动子区存在3个SNPs。Hv2H.NF-YB3与Hv2H.nf-yb3的表达分析表明,Hv2H.NF-YB3与Hv2H.nf-yb3在转录水平上存在显著差异,Hv2H.NF-YB3与Hv2H.nf-yb3在茎、芒和颖壳组织中均有表达,但相较于Hv2H.NF-YB3,Hv2H.nf-yb3在各组织中的表达量均显著下降,且二者随着生育期的推进,表达量均依次降低。因此,Hv2H.NF-YB3可能在青稞抽穗时间调控中发挥作用。本研究为青稞早抽穗分子标记辅助选择育种体系的建立及目标基因的图位克隆奠定了基础。