小麥果聚糖合成酶基因6-SFT-D多態(tài)性及其與6-SFT-A2的累加效應

岳愛琴　李　昂　毛新國　昌小平　柳玉平　李潤植　景蕊蓮,*

1山西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院, 山西太谷 030801;2中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所 / 農(nóng)業(yè)部作物種質資源利用重點開放實驗室, 北京100081

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小麥果聚糖合成酶基因6-SFT-D多態(tài)性及其與6-SFT-A2的累加效應

岳愛琴1,2李昂2毛新國2昌小平2柳玉平2李潤植1景蕊蓮2,*

1山西農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院, 山西太谷 030801;2中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所 / 農(nóng)業(yè)部作物種質資源利用重點開放實驗室, 北京100081

摘要:小麥6-SFT是果聚糖合成的關鍵酶基因。以23份六倍體普通小麥(AABBDD)、5份D基因組材料(DD)為多樣性代表群體材料, 通過測序分析小麥6-SFT-D基因的序列多態(tài)性, 根據(jù)多態(tài)性開發(fā)6-SFT-D基因的功能標記, 分析由154份六倍體普通小麥構成的自然群體的6-SFT-D基因單倍型(haplotype)與表型性狀的關聯(lián)特性和基因累加效應。在28份多樣性代表群體中, 共檢測到6-SFT-D基因的4個多態(tài)性位點, 均為單核苷酸多態(tài)性(SNP)位點, 構成3種6-SFT-D基因單倍型; 而在自然群體中只檢測到6-SFT-D的兩種單倍型。根據(jù)6-SFT-D基因2850 bp位點的T/C變異開發(fā)等位變異特異PCR標記。關聯(lián)分析表明, 6-SFT-D單倍型分別與灌溉條件下的千粒重和穗長顯著關聯(lián), 單倍型Hap I是提高千粒重的優(yōu)異等位變異; 在雨養(yǎng)和灌溉條件下, 同時具有6-SFT-D與6-SFT-A2優(yōu)異等位變異小麥材料的千粒重顯著高于其他基因型材料, 說明6-SFT-D和6-SFT-A2優(yōu)異等位變異對于提高千粒重表現(xiàn)累加效應。

關鍵詞:普通小麥; 6-SFT-D; 功能標記; 單核苷酸多態(tài)性; 關聯(lián)分析; 累加效應

本研究由國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)項目(2011AA100501)和國家自然科學基金項目(31461143024)資助。

This study was supported by the National High Technology Research and Development Program of China (863 Program) (2011AA100501) and the National Natural Science Foundation of China (31461143024).

第一作者聯(lián)系方式: E-mail: yueaiqinnd@126.com, Tel: 0354-6289806

果聚糖是小麥莖稈重要的儲藏性可溶性碳水化合物(water-soluble carbohydrates, WSC)[1]。小麥莖稈中的WSC含量達到最高值時, 果聚糖含量可占其85％。小麥莖稈中WSC含量有豐富的遺傳多樣性, 不

同小麥材料莖稈中WSC的差異主要是由果聚糖含量造成的[1-2]。研究表明, 莖稈中WSC與粒重和產(chǎn)量呈正相關[3-7], 果聚糖也是重要的滲透調(diào)節(jié)物質[8-11]。蔗糖:果聚糖6-果糖基轉移酶(sucrose-fructan 6-fructosyltransferase, 6-SFT)是小麥果聚糖合成過程中的關鍵酶之一。研究果聚糖代謝酶基因的多態(tài)性, 通過關聯(lián)分析發(fā)掘優(yōu)異等位變異, 對于提高小麥產(chǎn)量和抗旱性具有重要意義。

關聯(lián)分析是一種將候選基因的遺傳變異與表型性狀聯(lián)系起來的分析方法[12-13], 是發(fā)掘優(yōu)異等位基因的有效途徑。利用該分析方法, 發(fā)現(xiàn)小麥Ppd-D1基因的不同單倍型(haplotype)與抽穗期、株高和千粒重呈顯著或極顯著相關[14], TaGW2-6A單倍型影響粒寬和粒重[15], 小麥TaSus2[16]、TaSAP1-A1[17]和TaSnRK2.10[18]的單倍型也顯著影響千粒重等性狀。單核苷酸多態(tài)性(single nucleotide polymorphism, SNP)廣泛而穩(wěn)定地存在于植物基因組中, 研究發(fā)現(xiàn)一些基因的SNP影響基因的功能[14-18]。本課題組在小麥中檢測到6-SFT基因的3個拷貝, 根據(jù)其所在基因組分別命名為6-SFT-A1、6-SFT-A2和6-SFT-D, 其中6-SFT-A1和6-SFT-A2的多態(tài)性與小麥農(nóng)藝性狀有密切關系[19-20];但是尚未對6-SFT-D基因的多態(tài)性及其與農(nóng)藝性狀的相關性開展研究, 另外, 6-SFT-D和6-SFT-A2之間的是否具有累加或互作效應, 尚不清楚。

本研究以23份六倍體小麥和5份粗山羊草為材料, 測序分析小麥6-SFT-D基因的多態(tài)性, 并根據(jù)測序結果開發(fā)基因分子標記。利用新開發(fā)的基因分子標記, 在普通小麥自然群體中檢測6-SFT-D基因單倍型, 并通過關聯(lián)分析探討6-SFT-D多態(tài)性與農(nóng)藝性狀的關系, 同時發(fā)現(xiàn)了6-SFT-D與6-SFT-A2的累加效應。本研究結果是分子標記輔助聚合優(yōu)異等位變異的重要依據(jù), 為利用和改良小麥品種果聚糖代謝途徑相關基因以提高千粒重提供研究思路。

1　材料與方法

1.1植物材料

本研究構建的自然群體由154份不同年代育成的普通小麥品種(系)組成。利用83對SSR標記對其進行群體遺傳結構分析, 將154份材料分為4個亞群[21]。從各亞群中挑選典型的多樣性材料23份, 與5份粗山羊草(Aegilops tauschii, DD)材料組成多樣性代表群體, 用于直接測序, 檢測目標基因的序列多態(tài)性。此外, 還利用了1份烏拉爾圖小麥(Triticum urartu, AA)、1份擬斯卑爾脫山羊草(Aegilops speltoides, SS) 和1份四倍體小麥(Triticum polonicum, AABB)材料。所有試驗材料均由中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所提供。

1.2引物設計

用Primer Premier 5軟件, 參照NCBI公布的6-SFT序列(FJ228688), 設計通用引物F1/R1 (F1: 5′-TACC AAACTCTCTTAGAGTTCACGAGGG-3′; R1: 5′-CA CGAGTCCACTCTCCCAAACAACAATA-3′)。根據(jù)6-SFT在A、B、D基因組的序列差異, 設計6-SFT-D特異引物F2/R2 (F2: 5′-TACCAAACTCTCTTAGAGT TCACGAGGG-3′; R2: 5′-CCAAACTATATCGATCCT ACA-3′)。擴增產(chǎn)物在2850 bp位點存在一個核苷酸變異(T→C), 據(jù)此開發(fā)等位變異特異PCR (allele-specific PCR, AS-PCR)引物F3/R3 (F3: 5'-CATACCAGCTTCT GCCAAGGT-3′; R3: 5′-CCAAACTATATCGATCCTAC A-3′)。為避免假陰性, 設計了在所有材料均能擴增出目標產(chǎn)物的引物F4/R4 (F4: 5′-GCGCACAACCAGCT CTCC-3′; R4: 5′-GCAGACCACACCGGTTCAC-3′)。另外, 還設計了4條疊套測序引物SeqF1 (5′-GTGCAGA TCCCAACGG-3′)、SeqF2 (5′-GTCACCTACCGCTCG C-3′)、SeqF3 (5′-TCAAGGAGAGCAGCGAC-3′)和SeqR1 (5′-AACTCATCGTGGCAGAAG-3′)。

1.3目標片段的獲得和測序

以供試材料基因組DNA為模板, PCR體系總體積為15 μL, 含2.1 μL DNA模板(20 ng μL–1)、3.0 μL 5× buffer、引物各0.3 μL (10 μmol L–1)、0.1 μL dNTP (10 μmol L–1)、0.3 μL TransStart FastPfu (5 U)和8.9 μL ddH2O。PCR程序為95℃ 5 min; 95℃ 1 min, 59 ℃ 45 s, 72℃ 3.5 min, 32次循環(huán); 72℃ 10 min, 15℃保存。在1.2％瓊脂糖凝膠中檢測擴增產(chǎn)物, 回收目標片段, 利用6條疊套引物(F2、R2、SeqF1、SeqF2、SeqF3和SeqR1)在ABI 3730XL基因分析儀(Applied Biosystems, 美國)上直接測序, 3次重復。

1.4目標基因DNA序列單核苷酸多態(tài)性分析

用DNAStar軟件分析6-SFT-D序列的SNP, 利用DnaSP5.10軟件分析6-SFT-D基因多態(tài)性位點及單倍型, 并計算遺傳多態(tài)性指數(shù)π值。

1.5表型性狀數(shù)據(jù)收集

2007—2010年, 種植154份小麥材料于中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所昌平試驗基地, 設雨養(yǎng)和灌溉兩種處理。每小區(qū)4行, 行長2.0 m, 行距0.3 m,每行點播40粒種子。小麥收獲時, 從每份材料隨機取5株調(diào)查千粒重和穗長。

2010年小麥籽粒灌漿至成熟期間, 分6次取穗樣, 每份材料隨機取5株。前5次在灌漿期內(nèi), 取樣日依次是5月20日、5月26日、6月2日、6月7日和6月11 日, 樣品烘干脫粒后稱重, 計算千粒重; 最后一次取樣在6月中旬(收獲期), 其中雨養(yǎng)條件下為6月14 日, 灌溉條件下為6月18日, 考種后計算千粒重。

1.6關聯(lián)分析

利用AS-PCR標記檢測自然群體材料的6-SFT-D基因單倍型。以個體Q值作為協(xié)變量, 用TASSEL軟件[22]進行群體結構分析, 將6-SFT-D的單倍型和表型性狀數(shù)據(jù)進行關聯(lián)分析。用SPSS13統(tǒng)計軟件計算不同單倍型的農(nóng)藝性狀值。

2　結果與分析

2.16-SFT-D不同基因組序列SNP分析

利用6-SFT全長引物F1/R1在4份不同倍性材料中擴增到基因的全長DNA序列, 二倍體野生近緣種和六倍體小麥序列比對結果如圖1。在六倍體小麥中分離到3種6-SFT序列, 其中AABBDD-3序列與粗山羊草(DD)的序列相似度達到99％, 因此推測AABBDD-3序列來自于六倍體小麥的D基因組, 命名為6-SFT-D。利用6-SFT-D基因組特異引物F2/R2獲得6-SFT-D序列(圖1)。引物F2/R2在4份二倍體小麥、1份四倍體小麥和5份六倍體小麥中的擴增結果證實, 6-SFT-D序列位于D基因組(圖2)。

利用F2/R2擴增出的目標片段長度為3362 bp,包括4個外顯子、3個內(nèi)含子及5′和3′-UTR (圖3)。外顯子區(qū)域依次位于30～323、464～472、1126～1986和2487～3188 bp, 第2外顯子與6-SFT-A1、6-SFT-A2序列[19-20]相同, 均為5′-ATCCCAACG-3′; 3個內(nèi)含子分別位于324～463、473～1125和1987～2486 bp區(qū)段; 此外, 1～29 bp為5′-UTR, 3189～3362 bp為3′-UTR。

圖1　六倍體小麥(旱選10號)及其近緣種6-SFT的序列比對Fig. 1　Sequence alignment of 6-SFT in hexaploid wheat (cv. Hanxuan 10) and its wild relative species

圖2　6-SFT-D基因組定位Fig. 2　Genome locations of 6-SFT-D

圖3　小麥6-SFT-D的結構及其4個SNP位點Fig. 3　Schematic representation and four SNP in 6-SFT-D gene sequence

2.26-SFT-D序列的多態(tài)性

對23份六倍體小麥材料(AABBDD)與5份粗山羊草(DD)組成的多樣性代表群體進行6-SFT-D全長測序, 分析其序列多態(tài)性。在擴增片段為3362 bp的6-SFT-D序列中共檢測到4個多態(tài)性位點, 均為SNP位點, 沒有InDel (圖3), 其中3個SNP位于非編碼區(qū), 1個位于編碼區(qū), 平均每841 bp有一個SNP位點。這4 個SNP位點包括3個轉換(A?G、C?T)和1個顛換(A?C), 轉換是主要堿基突變類型。與4A染色體上的6-SFT-A1和6-SFT-A2[19-20]相比, 6-SFT-D的變異頻率(1SNP/841 bp)顯著小于6-SFT-A1 (1SNP/234 bp)和6-SFT-A2 (1SNP/242 bp), 進一步證明小麥的D基因組比較保守。6-SFT-D在二倍體小麥中的變異頻率(1SNP/841 bp)大于在六倍體小麥(1SNP/3362 bp)中,可能是六倍體小麥長期經(jīng)受人工選擇的緣故。

2.36-SFT-D多態(tài)性位點分布

在28份材料中, 6-SFT-D的序列多樣性呈現(xiàn)不均勻分布, 共檢測出的4個SNP位點中, 其中3個位于內(nèi)含子, 分別位于內(nèi)含子2和3 (圖4)。在外顯子4檢測到1個SNP, 并且屬于同義突變。在6-SFT-D基因序列外顯子1、2、3和內(nèi)含子1中沒有發(fā)現(xiàn)SNP。6-SFT-D基因全長的π值為0.0004, 其π值顯著小于6-SFT-A1 和6-SFT-A2基因的π值0.00273和0.00218。

2.46-SFT-D單倍型分析

在28份材料中, 6-SFT-D序列聚類為3種單倍型,分別是Hap I、Hap II和Hap III (圖5), 分別對應SNP組合C/A/G/C、C/A/G/T和A/G/A/C (表1)。Hap II與 Hap I之間有1個SNP位點存在差異, Hap III與Hap I之間有3個SNP位點存在差異, Hap II和Hap III之間有4個SNP位點存在差異。

圖4　6-SFT-D基因多態(tài)性位點分布的Sliding-window分析Fig. 4　Sliding-window analysis of 6-SFT-D polymorphic sites

23份六倍體小麥材料中, 僅Opata為Hap III基因型, 與5份二倍體材料聚在一類, 其他22份分為兩種單倍型(圖5)。其中, Hap I基因型17份, 包括偃展1號、豫麥18、小齊麥、PANDAS、魯麥14、晉麥47、旱選10號、大荔1號、春04 9th-5-1、中國春、長武131、長6878、北京8686、北京10號、白齊麥、白糙麥和安85中124-1; Hap II基因型5份, 包括紅和尚、W7984、滄州小麥、昌樂5號和霸王鞭。由于Hap III基因型六倍體小麥僅有1份, 因此本文僅分析Hap I和Hap II與農(nóng)藝性狀的關聯(lián)情況。

2.56-SFT-D等位變異分子標記的開發(fā)

為了區(qū)分6-SFT-D基因Hap I與Hap II, 根據(jù)2850 bp位點T/C變異設計AS-PCR引物F3/R3 (圖6-A)。等位特異引物的正向引物F3根據(jù)2850 bp位點的T/C變異設計, 并依據(jù)引物錯配原理在3′端第2位引入與A強錯配的堿基G; 反向引物R3與6-SFT-D基因組特異引物R2相同。當2850 bp位點為T時擴增出500 bp左右的條帶, 為C時無擴增條帶。當?shù)任换蛱禺怭CR引物擴增結果是無帶時, 則很難確定是PCR擴增確實沒有目標帶還是其他原因導致的檢測不到擴增產(chǎn)物。為了增加實驗的可靠性, 在此反應體系中加入了另一對引物F4/R4, 此對引物在所有的材料中都可檢測到擴增產(chǎn)物。本試驗中, 當2850 bp位點為T時擴增出兩條帶, 為C時擴增一條帶(圖6-B)。

2.66-SFT-D不同單倍型與相關農(nóng)藝性狀的關聯(lián)分析

2.6.16-SFT-D不同單倍型與千粒重的關聯(lián)分析

用AS-PCR標記掃描自然群體, 分子標記與農(nóng)藝性狀的關聯(lián)分析表明, 2009年和2010年在灌溉條件下6-SFT-D基因兩種單倍型Hap I和Hap II與千

粒重顯著相關, 基因型Hap I較Hap II的千粒重平均值分別高2.13 g和2.84 g。因此, Hap I為灌溉條件下影響小麥千粒重的優(yōu)異單倍型(表2)。

圖5　6-SFT-D序列單倍型關系樹狀圖Fig. 5　Phylogenetic tree for 6-SFT-D haplotypes

表1　6-SFT-D序列的多態(tài)性位點Table 1　Single nucleotide mutation in 6-SFT-D sequence

圖6　利用6-SFT-D等位特異引物檢測的基因型Fig. 6　Genotypes detected by 6-SFT-D allele-specific primers

2.6.26-SFT-D兩種單倍型千粒重的積累在灌漿進程的不同時期取樣表明, 在灌漿初期(5月26日) Hap I基因型的千粒重與Hap II的千粒重差異不顯著, 灌漿后期(6月2日至11日) Hap I的千粒重均高于Hap II (圖7)。因此認為, Hap I的品種灌漿速率比Hap II的品種快, 使小麥籽粒成熟后Hap I的小麥品種的千粒重顯著高于Hap II小麥品種。

表2　灌溉條件下6-SFT-D兩種單倍型與小麥千粒重和穗長的關聯(lián)分析Table 2　Association analysis between 6-SFT-D haplotype and TGW in wheat under well-watered condition

圖7　灌漿期6-SFT-D兩種單倍型材料的千粒重增長情況(2010年)Fig. 7　Thousand-grain weight of two 6-SFT-D haplotypes during grain filling period in 2010

2.6.36-SFT-D兩種單倍型與穗長的關聯(lián)分析

兩年分析結果表明, 在灌溉條件下6-SFT-D兩種單倍型與穗長顯著相關, Hap I基因型的穗長較大, 2009年和2010年分別比Hap II基因型高0.37 cm和0.42 cm (表2)。

2.76-SFT-D與6-SFT-A2的累加效應

普通小麥中, 6-SFT-D基因分為兩種單倍型, 其中Hap I為高千粒重的優(yōu)異等位變異。小麥的6-SFTA2基因分為3種單倍型, 與千粒重顯著相關, 其中Hap III為6-SFT-A2的高千粒重優(yōu)異等位變異[20]。2007—2010年連續(xù)4年分析6-SFT-D和6-SFT-A2不同單倍型組合基因型在雨養(yǎng)和灌溉條件下的表型性狀, 發(fā)現(xiàn)同時含有基因優(yōu)異等位變異Hap I+III的小麥材料的千粒重平均值顯著高于其他材料(圖8); 而不帶6-SFT-D與6-SFT-A2任何一個優(yōu)異等位變異的Hap II+I小麥材料, 其千粒重平均值低。如在2010年灌溉條件下, Hap I+III小麥材料的千粒重平均值高達43.2 g, 含有任何一個基因優(yōu)異等位變異小麥材料的千粒重平均值為39.3～41.1 g, 而沒有優(yōu)異等位變異的Hap II+I和Hap II+II基因型, 其千粒重平均值僅為39.2 g和36.6 g, 說明6-SFT-D和6-SFT-A2兩個基因對千粒重的效應存在一定的累加作用。

3　討論

6-SFT是小麥果聚糖合成過程中的關鍵酶基因,在普通六倍體小麥中具有多個拷貝[20]。6-SFT-A1、6-SFT-A2和6-SFT-D是6-SFT在普通小麥中的不同拷貝。本課題組前期研究結果表明, 在小麥6-SFT-A1 的3269 bp中有13個SNP和1個InDel, 頻率為/1個SNP/251 bp和1個InDel/3269 bp[19]。小麥6-SFT-A2的3149 bp序列中共檢測到11個SNP和2個InDel, 在所檢測區(qū)域1個SNP/242 bp, 1個InDel/1333 bp[20]。本研究在六倍體小麥材料中發(fā)現(xiàn)6-SFT-D的3362 bp序列中僅有1個SNP, 沒有InDel, 這與基因的基因組來源有關, 進一步研究證明普通小麥的3個基因組中, D基因組在進化上是最保守的[23]。

千粒重是小麥重要的產(chǎn)量構成因素。尋找影響千粒重優(yōu)異等位變異并開發(fā)功能標記, 是開展小麥分子標記輔助選擇育種、分子設計育種和轉基因育種的前提。近年來研究表明開花期莖稈中WSC含量與粒重和籽粒產(chǎn)量均呈極顯著正相關, 因此認為在

莖稈中高WSC含量是改良千粒重和產(chǎn)量的重要性狀之一[4, 24-27]。本研究結果表明小麥果聚糖合成酶基因6-SFT-D影響小麥在灌溉條件下的千粒重, Hap I為灌溉條件下影響小麥千粒重的優(yōu)異單倍型, 為分子標記輔助選擇育種奠定基礎。

基于單核苷酸多態(tài)性在關聯(lián)分析中的成功應用,初步證明這是一種發(fā)掘優(yōu)異等位基因的有效途徑。目前關聯(lián)分析策略主要集中于分析單個位點或單個基因與性狀的關系, 僅能發(fā)現(xiàn)一部分單獨效應顯著的SNP位點。然而, 作物的許多重要性狀都是由多個基因控制的數(shù)量性狀, 控制同一性狀的基因之間往往存在累加效應或聯(lián)合效應。因此研究多個基因間的累加效應已經(jīng)成為深入解析數(shù)量性狀分子遺傳機制的重要手段之一[28]。本研究發(fā)現(xiàn), 不帶有6-SFT-D 和6-SFT-A2基因任何一個優(yōu)異等位變異的小麥材料千粒重顯著較低, 而同時含有兩個基因優(yōu)異等位變異組合(Hap I+III)的小麥材料, 其千粒重顯著高于其他變異組合的材料, 說明6-SFT-D和6-SFT-A2兩個基因存在一定的累加效應。本文研究了小麥果聚糖合成過程中6-SFT基因2個成員之間的累加效應, 但是小麥千粒重是由多基因控制的數(shù)量性狀, 目前有許多研究通過關聯(lián)分析策略解析與千粒重相關的單個基因[14-18,20], 進一步系統(tǒng)研究這些影響千粒重基因的不同組合方式對千粒重的影響, 對于聚合最優(yōu)等位變異提高小麥千粒重將具有重要的指導意義。

圖8　不同環(huán)境條件下6-SFT-D與6-SFT-A2單倍型對千粒重的累加效應Fig. 8　Accumulation effects on grain weight of 6-SFT-D and 6-SFT-A2 haplotypes in multi-environment

4　結論

在小麥材料中檢測到6-SFT-D基因的4個SNP位點, 分為2種單倍型。根據(jù)6-SFT-D基因2850 bp位點的核苷酸變異T/C開發(fā)了AS-PCR標記。在灌溉條件下, 6-SFT-D單倍型分別與千粒重和穗長顯著關聯(lián), 其中Hap I是提高千粒重的優(yōu)異單倍型。在雨養(yǎng)和灌溉條件下, 同時含有6-SFT-D與6-SFT-A2優(yōu)異等位變異的小麥材料千粒重平均值顯著高于其他材料, 說明6-SFT-D與6-SFT-A2的優(yōu)異等位變異對于提高小麥千粒重具有累加效應。

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Sequence Polymorphism and Cumulative Effect with 6-SFT-A2 of Fructan Biosynthesis Gene 6-SFT-D in Wheat

YUE Ai-Qin1, 2, LI Ang2, MAO Xin-Guo2, CHANG Xiao-Ping2, LIU Yu-Ping2, LI Run-Zhi1, and JING Rui-Lian2,*
1College of Agronomy, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China;2Institute of Crop Science, Chinese Academy of Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Germplasm and Utilization, Ministry of Agriculture, Beijing 100081, China

Abstract:Gene 6-SFT encodes a key enzyme in fructan biosynthesis pathway in common wheat (Triticum aestivum L.). In this study, we analyzed the single nucleotide polymorphism (SNP) on 6-SFT-D locus in a diversity population of 23 hexaploid wheat (AABBDD) accessions and five wheat relative species (DD) by means of direct sequencing. Functional markers were developed according to the sequence polymorphism. The correlation between 6-SFT-D haplotypes and phenotypic traits and the cumulative effect of 6-SFT alleles were analyzed using a natural population consisting of 154 historical wheat accessions. Four SNPs were detected in 6-SFT-D sequences in the diversity population, forming three haplotypes. However, only two 6-SFT-D haplotypes were identified in the natural population. We developed a pair of allele-specific PCR markers based on a polymorphism (T/C) at the 2850 bp site. The results of haplotype–trait association analysis showed that 6-SFT-D was significantly associated with thousand-grain weight (TGW) and spike length under well-watered conditions. Hap I was a superior allele in improving TGW. Under drought stress and well-watered conditions, wheat materials carrying both superior allele of 6-SFT-D and 6-SFT-A2 had significantly higher TGW than other genotypes, suggesting that 6-SFT-D and 6-SFT-A2 have cumulative effect on TGW improvement.

Keywords:Wheat; 6-SFT-D; Functional marker; SNP; Association analysis; Cumulative effect

收稿日期Received(): 2015-07-15; Accepted(接受日期): 2015-09-06; Published online(網(wǎng)絡出版日期): 2015-10-08.

通訊作者*(Corresponding author): 景蕊蓮, E-mail: jingruilian@caas.cn, Tel: 010-82105829

DOI:10.3724/SP.J.1006.2016.00011