花生株型相关性状的生物学分析及相关QTL的图位克隆

Lateral branch angle, as a key component of peanut plant architecture, directly affects the distance of needles to the earth, pods concentration degree, planting density and ultimately the yield and tillage method of peanut. Based on the analysis of germplasm resource, this project will explore the suitable measurement method and carry out the biological analysis of the lateral branch angle. Make it clear, if the lateral branch angle is determined by primordium, gravity response or not, the influence of the main branches and the light regulation in lateral branch angle development. Genetic analysis and QTL mapping of lateral branch angle traits will be proceeded using the populations constructed by crossing the prostrate wild allopolyploid Monticola and semi-prostrate cultivar Tifrunner with erect cultivar Huayu 16. The major loci will be fine mapped using the secondary populations, which is built by the marker assisted single factor separation, and the candidate gene will be preliminary verification by associate analysis in variety population. This project will provide a theoretical basis for understanding the formation and development of peanut lateral branch angle, the reference for breeding appropriate lateral branch angle variety by MAS and studying the molecular mechanism of the regulation of lateral branch angle development in plants.

作为构成花生株型的关键因子之一，侧枝角度直接影响着花生果针的入土距离、结果集中程度、群体种植密度等，并最终影响花生的群体产量和耕作方式。本项目在对花生种质资源调查的基础上，开展对花生侧枝角度合理度量方法的探索和侧枝角度发育的生物学分析，明确侧枝角度是否受原基决定、受重力响应与否、主茎对侧枝角度的影响以及光照对侧枝角度的调控。同时，利用完全匍匐型异源四倍体野生种Monticola和半匍匐型栽培种Tifrunner与直立型品种花育16构建的RIL群体对花生侧枝角度的相关性状进行遗传分析和QTL定位；利用次级群体对主效QTL位点进行标记辅助的单因子分离和精细定位，并对候选基因进行自然群体内的关联分析，初步验证其功能。本项目将为理解花生侧枝角度的形成与发育提供理论基础，同时为分子标记辅助选育适当侧枝角度的品种和研究植物侧枝角度发育的调控机理提供参考。

花生的侧枝角度，作为构成花生株型的关键因子之一，直接影响着群体种植密度、结果集中程度、花生果针的入土距离等，并最终影响花生的群体产量和耕作方式。通过将主茎嫁接到侧枝上及侧枝嫁接到主茎上实验，发现无论是主茎还是侧枝不会因嫁接而发生生长角度的变化，通过将匍匐型花生侧枝嫁接到直立型花生侧枝上及直立型花生侧枝嫁接到匍匐型侧枝上实验，发现侧枝均保持原有的生长角度。通过外源喷施900mg/L乙烯利发现，无论是直立型花生还是匍匐型花生侧枝角度均有所减小，特别是匍匐型花生侧枝角度较小更为明显，由此说明乙烯是与花生侧枝角度发育密切相关的。.本研究通过不同侧枝角度品种间的群体遗传分析明确了完全匍匐型×直立型组合间的花生侧枝角度是由两对主效基因控制的；而半匍匐型×直立型组合的侧枝角度受到一个主效位点的控制。利用基于基因组重测序的集团分离分析法（BSA-seq）和将其主效位点定位在第15号染色体末端，并进行了全群体局部连锁图的主效位点的验证。同时利用一个新的群体展开了BSR定位，确认了这一位点。在此基础上，筛选重组个体进一步精细定位，将该位点缩小在140kb范围之内。通过转录比较和基因测序明确了其中一个MIKC型MADS转录因子为其候选基因，并命名为AhLBA5b（Lateral Branch Angle of Arachis hypogaea L.）。对该基因的单倍型分析和表型关联分析初步确认了功能。同时发现AhLBA5b存在至少三种去功能性等位变异。AhLBA5b基因在匍匐品种的侧枝高水平表达，根和果针中也有微量表达，主茎中不表达，且经遮荫后侧枝中的表达量下调。同时本研究还采用酵母双杂交实验对AhLBA5b互作蛋白进行了初步筛选工作，一共筛选到了20余种互作蛋白，为以后相关调控机理的探究打下了基础。本研究为探明花生由匍匐到成直立生长的驯化起源提供了参考，为花生理想株型的选育提供了有效可靠的分子标记和功能基因。.