胡麻抗盐相关性状选择及QTL定位研究

The governance and utilization of alkaline soil is very important in agricultural development, food security and ecological environment in the future, and the study on the traits and gene of salt-tolerant plants has become hot topics of agricultural science. In this project, we will establish high salt-tolerant natural groups, filter and identify some resistant inherited population by measuring physiological indices from 1000 global resources of flax. We will establish molecular linkage genetic map using SSR and inDel marker on RIL groups of flax recombinant inbred lines which come from the hybridization of high salt-tolerant variety (STS) and salt-sensitivity variety (Longya 8), as the same time, locate and control QTL point and interval by using linkage and correlation analysis, and then filtrate the candidate genes and demonstrate their number, source, distribution, function and value. The results from this project are of great significance in screening of high salt-tolerant flax genetic resources, exploring relative genes and breeding with molecular marker.

盐碱地治理及开发利用对未来农业发展、粮食安全、生态环境等具有非常重要的意义，开展植物耐抗盐碱相关性状及相关基因定位研究已成为农业科研最热门的课题，但在此方面与胡麻相关研究国内外鲜有报道。本项目利用1000余份国内外胡麻资源构建高抗盐自然选择群体，鉴定和筛选抗性遗传群体，并进行抗盐密切相关生理指标测定。选用高抗盐品种STS与盐胁迫敏感品种陇亚8号进行杂交构建RIL群体，以胡麻现已开发的SSR标记和新型InDel标记构建胡麻分子连锁遗传图谱，进行有效的连锁分析和关联分析，定位控制高抗盐QTL位点和区间，筛选候选基因并阐明其在抗盐敏感资源中的数目、来源、功能、分布特点及利用价值。该项目研究结果对筛选高抗盐胡麻种质资源、发掘抗盐基因，以及胡麻分子标记辅助育种等领域都具有重要意义。

本项目通过对28份胡麻资源萌发期耐盐性做出评价，筛选出胡麻萌发期耐盐性鉴定的关键指标，建立了胡麻萌发期耐盐能力预测的数学评价模型，筛选出总鲜重、胚根干重、发芽指数、下胚轴长这4个鉴定指标作为胡麻萌发期耐盐能力鉴定的关键指标。以胡麻资源萌发期耐盐性综合性评价方法对耐盐型亲本STS，敏感型亲本DYMS杂交后代RIL群体240份材料进行评价，筛选出耐盐型后代20份，敏感型后代20份，组成2个混合池，与2个亲本共计四份材料进行测序，得到57118个多态性标记位点，对筛选的其中82个多态性标记位点通过提取ANNOVAR的注释结果，挑选14个基因作为候选基因，并对其进行过表达分析验证。选取抗盐材料R40号，盐敏感（不抗盐）材料R24号，作为验证材料，设计了实时荧光定量引物14条，结果显示2条基因与抗盐相关，分别为LEAN_10024365和Lus_GLEAN_10009070。项目组通过“广靶代谢组+转录组”的研究方法，对胡麻根部在不同浓度盐胁迫处理下的差异表达基因与差异积累代谢物进行分析，共检测到741个代谢物，其中上调代谢物409个，下调代谢物332个；差异基因30233个，其中上调基因14406个，下调基因15827个，与盐胁迫表达趋势一致的基因和代谢物2组分别为：基因LusGLEN-10003871与代谢物pme1292关联，基因Lus-GLEAN-10033546与代谢物pmf0138关联。项目组共筛选出4个与盐胁迫密切相关的重要基因，获得甘肃省技术发明二等奖1项，国内外核心期刊发表论文8篇，出版专著1部，授权专利2个。相关研究结果将为胡麻抗盐鉴定评价，抗盐分子标记辅助育种、抗盐基因精确定位、抗盐品种改良提供参考依据。