小麦TaP5CS基因抗旱相关分子标记的开发

作者：于铭; 魏凡; 常鹏举; 杨智全; 武军; 陈东升; 张晓科

来源：麦类作物学报, 2021, 41(06): 658-664.

• 普通小麦
• 抗旱性
• TaP5CS
• 分子标记

脯氨酸是小麦抵御干旱胁迫的重要调节物质,吡咯啉-5-羧酸合成酶(Pyrrpline-5-carboxylatesynthetase, P5CS)是干旱条件下脯氨酸合成的关键酶。为了提高小麦抗旱品种的选育效率,本研究选用国内119个小麦品种(系),鉴定其萌发期抗旱性;并从中选取10个抗旱性不同的小麦品种,分析响应干旱的叶片脯氨酸积累量与其抗旱性的关系;通过两组极端抗旱品种间 TaP5CS基因序列比对和随机群体验证,开发该基因抗旱相关分子标记。结果表明,119个小麦品种(系)的抗旱等级不同,部分品种间相对发芽率的差异达到极显著水平,响应干旱的叶片脯氨酸积累量与抗旱性呈正相关。 TaP5CS-1A基因在两组极端品种间基因组序列存在2个单核苷酸变异(SNP)位点,扩增第5内含子上涵盖SNP位点的1 894 bp序列,其中2个强抗旱性品种在此SNP位点不能被PflmⅠ酶切,命名为 TaP5CS-1A-a等位变异;2个弱抗旱性品种在此SNP位点被酶切为1 706 bp和188 bp的条带,命名为 TaP5CS-1A-b等位变异,以此开发分子标记TaP5CS-1A-CAPS。利用此标记检测119个小麦品种(系),采用普通PCR和半巢式PCR的方法分别进行扩增和相同酶切,结果完全一致:携带 TaP5CS-1A-a和 TaP5CS-1A-b等位变异类型的品种分别有61和58个,平均相对发芽率分别为60.7%和44.6%,前者极显著高于后者(P<0.01),说明 TaP5CS-1A基因与小麦抗旱性相关,开发该基因分子标记TaP5CS-1A-CAPS可以用于小麦抗旱性的筛选与鉴定。

• 单位
  宁夏农林科学院农作物研究所; 西北农林科技大学