近日，中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所葫蘆科蔬菜遺傳育種創(chuàng)新團隊在黃瓜成株期耐熱性候選基因挖掘方面取得重要進展。該研究從88份黃瓜核心種質中鑒定出18份極端耐熱種質和28份極端熱敏種質，在全基因組范圍內鑒定到5個與黃瓜植株熱脅迫響應相關的QTL位點，并挖掘到5個參與熱脅迫響應的候選基因。相關研究結果以“A Genome-wide association study identifies candidate genes for heat tolerance in adult cucumber (Cucumis sativus L.) plants”為題發(fā)表于《Horticultural Plant Journal》上。

      黃瓜（Cucumis sativus L.）是世界范圍內種植的主要蔬菜作物，熱脅迫是制約黃瓜生產的重要環(huán)境因子。研究黃瓜耐熱的分子機制，挖掘優(yōu)良等位變異，選育耐熱的優(yōu)異種質成為育種亟待解決的問題。然而，長期以來黃瓜耐熱性基因挖掘研究匱乏，嚴重制約了耐熱分子育種進程。

圖1. 基于88份黃瓜核心種質熱害指數的聚類分析

      該研究基于黃瓜成株期自然高溫條件下的熱害指數進行聚類分析，從88份黃瓜核心種質中鑒定出18份極端耐熱種質和28份極端熱敏種質，結合生態(tài)型分析表明黃瓜成株期耐熱種質多屬于東亞生態(tài)型，而熱敏種質主要屬于歐洲和印度生態(tài)型。基于BLUP值并結合基因組數據開展全基因組關聯分析，共鑒定到5個與黃瓜植株熱脅迫響應相關的QTL位點。通過同源基因功能注釋、單倍型分析、時空表達分析，分別鑒定到5個參與熱脅迫調控的候選基因。該研究是首次在全基因組范圍內挖掘黃瓜植株響應熱脅迫的候選基因，為耐熱品種培育提供了基因資源。

圖2.黃瓜成株期耐熱性全基因組關聯分析及候選基因挖掘

      該研究以中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所為第一和通訊作者單位。張圣平研究員和苗晗副研究員為共同通訊作者。王在展碩士研究生和董邵云副研究員為論文共同第一作者。該研究獲得現代農業(yè)產業(yè)技術體系、中國農業(yè)科學院創(chuàng)新工程、北京市種質創(chuàng)制和品種選育聯合攻關項目、廣東省重點研發(fā)等項目的資助。

原文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.hpj.2023.11.001