老芒麦落粒性QTL定位及相关基因分析

Siberian wildrye （Elymus sibiricus L.）is one of the most important cultivated forage grasses in Tibetan Plateau. Seed-shattering greatly limits the seed production，breeding and utilization of new cultivar in siberian wildrye. To cultivate low seed-shattering cultivar through molecular technology is the need for the development of ecological and animal husbandry. In this study,two Siberian wildrye (Elymus sibiricus L.)genotypes with opposite seed-shattering traits and an F2 population derived from these two lines will be used as the genetic materials.1)An SSR-based molecular linkage map will be constructed;2) QTLs for seed shattering will be detected. These results will lay a theoretical foundation for further molecular assisted selection（MAS）breeding, improvement of important agronomic traits, improved breeding level and efficiency.

老芒麦是青藏高原地区栽培利用最为广泛的当家牧草之一。落粒性极大地限制了老芒麦种子生产、新品种选育和推广利用。从分子水平研究老芒麦落粒机制，加快培育低落粒的老芒麦新品种是生态治理和畜牧业发展的需要。本项目拟在前期研究基础上，以在落粒性存在差异的老芒麦基因型及其F2分离群体为材料，1）构建以SSR分子标记为主的首张老芒麦遗传连锁图谱；2）定位老芒麦落粒性QTL。研究结果将为进一步开展老芒麦分子标记辅助育种（MAS），重要农艺性状改良，提高老芒麦育种水平和效率奠定重要基础。

老芒麦是青藏高原地区栽培利用最为广泛的当家牧草之一。落粒性极大地限制了老芒麦种子生产、新品种选育和推广利用。本项目对老芒麦资源落粒性和分子遗传多样性进行评价的基础上，1）以落粒性存在差异的老芒麦基因型及其F2分离群体为材料，构建世界首张基于SNP分子标记的老芒麦高密度遗传连锁图谱，图谱包含14个连锁群，上图标记3894个，图谱总长为2137.25cM，标记间平均距离为0.55cM, 为落粒性QTL和相关基因定位奠定基础；2）以高落粒和低落粒基因型的花后21天和28天离层组织为材料，利用转录组测序技术研究与落粒相关的基因。测序获得44.09Gb Clean data, 组装获得135,433个Unigenes，57,756个Unigenes在7个数据库中被注释。27,047个基因在2份材料的两个时期中差异表达，其中1878个Unigenes在花后28天差异表达。进一步分析发现97个植物激素信号转导、水解酶活性、细胞壁水解相关基因与老芒麦落粒相关。选取10个候选基因进行qPCR分析表明，结果表明8个候选基因涉及木质素合成、细胞水解酶和植物激素活性在低落粒基因型中上调表达。研究结果将为进一步开展老芒麦分子标记辅助育种（MAS），重要农艺性状改良，提高老芒麦育种水平和效率奠定重要基础。