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探索茄子野生近缘种对可持续农业的遗传潜力

开心的月饼 2023-10-14 09:10:36 生活常识

在追求可持续农业的过程中,提高农作物的氮利用效率(NUE)是首要目标。20世纪以来,随着氮肥的大量使用,农业生产力显着提高。然而,氮肥的过量使用导致了严重的环境威胁和能源消耗。

探索茄子野生近缘种对可持续农业的遗传潜力

作物野生近缘种(CWR)提供了宝贵的遗传资源,可通过育种计划解决这一问题。茄子野生近缘种(SolanummelongenaL.)分为一级基因库(GP1)、二级基因库(GP2)和基因库(GP3),均为未开发的基因库。然而,由于固有的遗传障碍,在育种中直接利用CWR很复杂。这强调了开发和研究先进回交(AB)以无缝整合这些有益性状的必要性。

在《园艺研究》发表的一项题为“低氮施肥条件下茄子与来自不同基因库的野生近缘种的三组高级回交”的研究中,对低氮(LN)下的22个形态农艺性状、生理性状和NUE性状进行了评估茄子(S.insanum、S.dasyphyllum和S.elaeagnifolium)CWR的受精条件及其高级回交(AB;BC3至BC5代)。

供体野生近缘种的基因组覆盖率各不相同,在沙皮树中观察到的覆盖率最高,为99.2%。对于S.insanum,在1号染色体(86.8%)和3号染色体(80.9%)上观察到显着的代表性,而对于S.dasyphyllum,重点是在1号染色体(84.8%)和5号染色体(86.3%)上。

在表征S.melongena轮回亲本(MEL5、MEL1和MEL3)时,氮处理之间出现了显着差异。例如,在MEL5的处理中,产量和果实数(F数)分别发生了3.7倍和5.0倍的变化。此外,果实指标(例如MEL5中的果蒂长度)在不同的氮条件下表现出差异。

主成分分析(PCA)揭示了AB组之间的性状分组,其中S.insanum及其轮回亲本S.melongenaMEL5占总变异的48.8%。皮尔逊线性相关性显示了AB组之间的显着性状关系。

在AB组中总共鉴定了16个假定的数量性状基因座(QTL),暗示了特定性状的潜在遗传控制,并从茄子参考基因组组装中精确定位了潜在的候选基因。在鉴定的16个推定数量性状基因座(QTL)中,有5个位于S.insanum9号染色体上的同一位置。“67/3”茄子参考基因组进一步查明了潜在的候选基因,包括9号染色体上的硝酸盐转运蛋白1/肽转运蛋白。

总之,这项研究强调了茄子野生近缘种在低氮条件下进行遗传改良以促进可持续农业的巨大潜力。所确定的QTL及其关联为创新茄子育种工作提供了基础,以支持在液氮条件下提高茄子的产量、质量和氮利用效率。


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