芝麻发芽期耐盐性鉴定方法研究及耐盐候选基因的挖掘

摘要：

[目的]确定芝麻发芽期耐盐性鉴定适宜的NaC1胁迫浓度和评价指标,发掘耐盐种质和耐盐相关重要基因,为芝麻耐盐性大规模鉴定、遗传改良和耐盐机理研究提供方法借鉴和优异基因资源.[方法]以8份耐盐性差异较大的芝麻种质为材料,在不同浓度的NaC1(0、50、1 00、1 50、200和250 mmol·L-1)胁迫下发芽,测定其发芽势、成苗率、根长、芽长和鲜重等指标,通过对指标值的方差分析、主成分分析、隶属函数和相关性分析等,筛选芝麻发芽期耐盐性鉴定适宜的NaC1处理浓度和评价指标.以100 mmol·L-1 NaC1溶液为处理浓度,相对成苗率为鉴定指标对71份芝麻核心种质进行发芽期耐盐性鉴定和全基因组关联分析,并对获得的候选基因进行功能注释;通过NaC1胁迫下芝麻幼苗叶片转录组测序和荧光定量PCR分析候选基因的表达模式,筛选耐盐相关候选基因.[结果]对不同浓度NaCl胁迫下8份芝麻材料发芽各指标进行统计和方差分析表明,100 mmol·L-1的NaC1处理下,除发芽势外,发芽指数、活力指数、成苗率、根长、芽长和苗鲜重的标准偏差值均较大,所有指标在0.05水平上均存在显著差异,100 mmol·L-1的NaC1溶液可以作为芝麻发芽期耐盐性鉴定的适宜胁迫浓度;相对成苗率、相对发芽势、相对发芽指数、相对活力指数、相对芽长、相对根长和相对鲜重7个指标与芝麻发芽期耐盐性关系密切,贡献率较高,可以作为芝麻发芽期耐盐性鉴定的评价指标.71份芝麻核心种质材料的相对成苗率变异比较丰富,符合正态分布;通过对71份芝麻核心种质相对成苗率与SNP标记进行全基因组关联分析,检测到7个与芝麻发芽期耐盐性显著关联的SNP标记(LG5:688003、LG7:9582027、LG10:5274091、LG10:10788493、LG11:11924186、LG14:2128695和LG16:3930301),SNP标记上、下游各100 kb区间内共有基因67个,其中有功能注释的基因34个;通过耐盐材料S04在盐胁迫下的转录组测序和荧光定量PCR对预测的候选基因进行表达模式分析,共有21个候选基因受到盐胁迫诱导显著差异表达.[结论]芝麻发芽期耐盐性鉴定的适宜NaC1胁迫浓度为100mmol·L-1,相对成苗率等7个指标可以作为适宜的评价指标;检测到与芝麻发芽期耐盐性显著关联的SNP标记7个,并鉴定出耐盐候选基因21个.

关键词：芝麻、耐盐性、全基因组关联分析、耐盐基因

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资助基金：农业部油料作物生物学与遗传育种重点实验室开放课题2017007;国家特色油料产业技术体系CARS-14;中国农业科学院创新工程CAAS-ASTIP-2013-OCRI;农业部黄淮海棉花遗传改良与栽培生理重点实验室开放课题2016KL03;山东省农业科学院创新工程“棉花与特色经济作物学科团队建设”

在线出版日期：2018-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：2235-2247