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AhAftr1:一种赋予花生黄曲霉毒素抗性的候选基因及其应用
2024-08-30 09:38  点击:9
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概述
黄曲霉毒素是由某些曲霉真菌产生的有毒代谢物,对人类和动物健康构成严重威胁。花生(Arachis hypogaea L.)作为重要的植物油和蛋白质来源,却容易受到黄曲霉的侵染。尽管已尝试多种管理策略来减少黄曲霉毒素污染,但抗性品种的培育仍是控制其污染最为经济有效的途径。
 
黄曲霉毒素抗性研究进展
针对花生黄曲霉毒素抗性的遗传机制研究进展缓慢,部分原因是缺乏对其遗传基础的深入了解。通过遗传连锁分析,已经鉴定了多个与黄曲霉感染抗性相关的数量性状位点(QTLs)。然而,花生黄曲霉毒素抗性的具体基因座尚未明确界定,这限制了标记辅助选择的应用。
 
研究目的
本研究旨在:
 
鉴定黄曲霉毒素产生抗性的候选基因;
揭示黄曲霉毒素产生抗性的相关机制;
建立黄曲霉毒素产生抗性的诊断标记。
方法
研究者使用了高产花生品种与抗黄曲霉毒素的中华6号杂交获得的重组自交系(RIL)群体,并通过连续三年的人工接种试验评价了黄曲霉毒素抗性。通过遗传连锁分析和QTL-seq方法定位了关键QTL,并通过RNA-seq分析揭示了候选基因的抗性途径。
 
主要发现
基因定位:QTL qAFTRA07.1 被定位在约1.98 Mbp的基因组区间内,与黄曲霉毒素产生抗性密切相关。
候选基因:AhAftr1 基因(Arachis hypogaea 黄曲霉毒素抗性1)在LRR结构域中检测到了结构变异(SV),表明该基因通过效应触发免疫(ETI)途径参与抗病反应。
功能验证:转基因实验显示,过表达AhAftr1(ZH6)的植株比过表达AhAftr1(XH13)的植株黄曲霉毒素减少57.3%。
分子标记开发:基于SV开发了一种分子诊断标记AFTR.Del.A07,用于筛选抗黄曲霉毒素的花生品系。利用该标记,研究人员筛选出了36份黄曲霉毒素含量比敏感对照中华12(ZH12)降低77.67%以上的品系。
结论
本研究确定了AhAftr1基因中的结构变异通过ETI途径赋予花生种子黄曲霉毒素抗性,并开发了基于此变异的分子诊断标记。这些成果不仅为理解花生黄曲霉毒素抗性的分子机制提供了重要线索,也为加快抗性花生品种的培育提供了有力工具。
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