高粱抗麦二叉蚜关键基因定位及育种应用新突破

研究人员通过精细定位法研究高粱抗麦二叉蚜（Schizaphis graminum）基因，定位出SgR1，助力育种。

　　麦二叉蚜（Schizaphis graminum）是一种关键害虫，常常对大麦、高粱和小麦等谷类作物造成严重损害。大量的连锁图谱研究已确定了与宿主对麦二叉蚜抗性相关的数量性状位点（QTLs），然而，负责抗蚜性的抗性基因或染色体的精确位置仍未明确。在这项研究中，研究人员基于先前的研究，采用精细定位方法来鉴定高粱中的抗性基因。通过 BTx623 和抗性品系 PI 607900 杂交，培育出了 96 个 F_2:7重组自交系（RILs）群体。随后，利用关键的 RILs 和新开发的分子标记进行精细定位，从而鉴定出一个主要的抗性 QTL，命名为SgR1（Schizaphis graminum Resistance 1）。显然，SgR1从之前已知的 9 号染色体上 508 kb 区域缩小到了由 DNA 标记 GSR345 和 GSR348 界定的 82.7 kb 区间。进一步分析显示，该区域有 10 个预测基因，其中 4 个基因编码核苷酸结合位点富含亮氨酸重复序列（NBS-LRR）蛋白，这表明 NBS-LRR 基因是抗麦二叉蚜的候选基因。此外，对禾本科植物中SgR1区域的基因组比较表明，4 个高粱特有的预测 NBS-LRR 基因是在高粱和玉米分化之后出现的。DNA 标记 GSR345 被证明是在 20 个选定的高粱种质中诊断抗麦二叉蚜能力的可靠工具。这项研究不仅为SgR1的图位克隆提供了机会，还将促进高粱抗蚜分子标记辅助育种。