近日，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物種質(zhì)資源研究所（生物技術(shù)研究所）在Theoretical and Applied Genetics （中科院1區(qū)Top，IF=5.699） 發(fā)表了題為“BSA-seq and genetic mapping reveals AhRt2 as a candidate gene responsible for red testa of peanut”的研究論文。該研究精細(xì)定位了AhRt2基因，并報(bào)道了緊密連鎖的分子標(biāo)記及在紅種皮花生分子育種中的應(yīng)用。
花生是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，因其含有很多的營(yíng)養(yǎng)和保健成分，又稱為“長(zhǎng)生果”?；ㄉ姆N皮，也被稱為紅衣，是花生保健成分的重要來(lái)源。與普通粉色花生品種相比，紅色種皮花青素等保健成分含量更高，受到消費(fèi)者的青睞。但與粉色主栽品種相比，紅種皮花生品種少且產(chǎn)量普遍較低，加快培育高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的紅種皮花生品種具有重要意義。由于種皮由珠被發(fā)育而來(lái)，和其他性狀相比，種皮顏色要在隔代才能鑒定，且由于“地下結(jié)果”的習(xí)性，花生種皮要需要等收獲后才可以鑒定，以上因素使得傳統(tǒng)育種手段選育紅花生品種受到了很大的限制。因此，精細(xì)定位并發(fā)掘紅色種皮顏色的基因和分子標(biāo)記，通過(guò)分子育種手段定向改良是加速培育高產(chǎn)紅種皮花生品種的必要途徑。
該研究以粉種皮花生品種遠(yuǎn)雜9102為母本，與紅種皮花生中花12號(hào)和湛紅1號(hào)分別雜交構(gòu)建了兩個(gè)分離群體。遺傳分析表明紅種皮由隱性單基因控制，命名為AhRt2。利用BSA-seq的方法，將AhRt2初定位在12號(hào)染色體約7.8 Mb的區(qū)間內(nèi)。隨后根據(jù)親本的多態(tài)性信息在候選區(qū)間設(shè)計(jì)Indel和SNP標(biāo)記，利用遠(yuǎn)雜9102 x中花12號(hào)220個(gè) F2:4后代將AhRt2定位縮小至分子標(biāo)記InDel_16和InDel_20之間，對(duì)應(yīng)栽培花生Tifrunner基因組約530 kb的物理區(qū)間。根據(jù)參考基因組的注釋信息，發(fā)現(xiàn)一個(gè)花青素還原酶（Arahy.IK60LM）基因在粉種皮和紅種皮中存在序列和表達(dá)的差異，是AhRt2的候選基因。該研究還設(shè)計(jì)開發(fā)了與紅種皮緊密連鎖的KASP分子標(biāo)記。研究結(jié)果為花生紅種皮的分子機(jī)理解析和分子育種提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
在職博士研究生張?chǎng)H（山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院講師）和山東花生研究所袁美研究員為該文共同第一作者。山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物種質(zhì)資源研究所為論文第一單位，王興軍研究員和趙傳志研究員為共同通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、山東省農(nóng)業(yè)良種工程、山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院創(chuàng)新工程和山東省泰山學(xué)者人才工程等項(xiàng)目的資助。
原文鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-022-04051-w
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