花生是我国重要的油料作物和经济作物,年种植面积达7000万亩,总产量达到1900万吨。株高、侧枝长和分枝数是花生重要的株型性状,不仅与单株生物量、荚果产量及种植密度密切相关,也很大程度影响花生机械化收获的效率。目前针对上述性状育种改良效率较低,主要受限于缺乏对关键主效遗传位点的发掘和利用。
近期,山东省花生研究所抗逆育种团队完成的题为“Identification of QTLs for plant height and branching-related traits in cultivated peanut”的研究在Journal of Integrative Agriculture (JIA) 2025年7期正式发表。
该研究针对花生株高和分枝相关性状,挖掘到5个多效性QTL,并针对多效性QTL的遗传基础(“多基因连锁”或者“一因多效”)进行了解析,另外挖掘到3个稳定表达主效QTL,并对其候选基因进行了预测分析。以上鉴定的QTL位点及相关连锁标记,为花生株型性状高效遗传改良提供了重要理论基础。
该研究利用包含181个家系的重组自交系群体,开展了3个环境下的表型考察,发现株高、侧枝长和分枝数均表现为连续分布和超亲遗传,其广义遗传率分别为0.87、0.88和0.92。基于单环境非条件QTL分析,共检测到35个加性QTL,表型贡献率为4.57%–21.68%。
通过两轮meta分析将以上加性QTL整合为24个一致性(consensus)位点和17个特异性(unique)位点,其中5个特异性位点表现为多效性。
利用条件QTL分析阐明了多效性位点的遗传基础(“多基因连锁”或者“一因多效”)。
此外,基于多环境联合分析估算了加性QTL与环境的互作效应,互作效应对株高、侧枝长和分枝数的总贡献率分别达到10.80%,11.02%和7.89%。
本研究在第9、10和16染色体上鉴定到3个稳定主效特异性QTL区段(uq9-3、uq10-2和uq16-1),物理区间范围为1.43–1.53Mb,其中参与植物激素合成、信号转导和细胞壁发育的一些基因可能是调控这些性状的候选基因。
该研究结果为后续花生株型遗传研究和分子标记辅助育种提供了重要基础。
山东省花生研究所抗逆育种团队陈静研究员为该文章通讯作者,张胜忠副研究员为该文章第一作者。该研究得到了国家自然科学基金(32001584, 32201876)、山东省自然科学基金(ZR2022MC045)、山东省农业科学院重大科技成果培育工程(CXGC2025E02)等项目的资助。
查看论文信息:https://doi.org/10.1016/j.jia.2023.12.009
Cite the article:Shengzhong Zhang, Xiaohui Hu, Feifei Wang, Huarong Miao, Chu Ye, Weiqiang Yang, Wen Zhong, Jing Chen. 2025. Identification of QTLs for plant height and branching-related traits in cultivated peanut. Journal of Integrative Agriculture, 24(7): 2511-2524.
Journal of Integrative Agriculture (JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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