紫花苜蓿空间诱变多分枝突变体遗传分析与基因定位研究

Number of primary branches is one of the key factors which may affect hey production of alfalfa. One high-branching mutant named as mt1348, was identified from F2 population which was developed from flight seeds. The mutation was verified to be heritable in two self-cross populations. F1 segregation populations are developed with the cross between the mutation mt1348 and the other 12 elite cultivars. F2 populations are developed based on the self cross of F1 populations. The genetic traits of mutation are evaluated and the genetic parameters are calculated based on the traits analysis of F1 and F2 populations. And then the mutated genes loci are mapped with SSR、SNP markers. This research will be necessary and very helpful to develop new cultivars with the mutation mt1348 and the clone of mutated gene loci in the future.

【研究背景】分枝数是影响紫花苜蓿草产量的重要性状之一。前期研究从空间诱变二代群体中发现多分枝变异株 mt1348 (>对照30-50%)，经过二代自交确认为该变异可稳定遗传。开展多分枝变异株 mt1348遗传分析及其定位研究，对苜蓿高产新品系选育、变异基因定位克隆具有重要意义。【研究内容】以多分枝突变体mt1348 与12个国内外品种杂交(包括野生型亲本)，构建F1、F2群体，通过多分枝变异表型分离分析，揭示该变异的遗传分离规律(单基因还是多基因？隐性遗传还是显性遗传？)；通过配合力测试，筛选高产组合；同时利用SSR、SNP等分子标记，对变异基因进行定位。【研究意义】该研究结果将揭示多分枝变异的遗传特性，筛选获得高产杂交组合，对丰富苜蓿育种方法、选育高产新品系具有重要意义；此外对变异基因定位研究，为今后该基因的克隆与功能分析奠定基础。

分枝数是影响紫花苜蓿草产量的重要性状之一。前期研究从空间诱变二代群体中发现多分枝变异株 mt1348，经过二代自交确认为该变异可稳定遗传。开展多分枝变异株 mt1348遗传分析及其定位研究，对苜蓿高产新品系选育、变异基因定位克隆具有重要意义。结果表明，与对照相比，变异株系分枝数增加20-30%，单株鲜重和干重分别增加10-15%。发现多分枝突变性状为一对隐性核基因控制的隐性遗传性状，并初步将变异基因定位于1号染色体长臂上，并发现DNA甲基化调控参与了变异性状的形成，通过筛选获得1个与多分枝变异紧密关联的分子标记，可用于多分枝性状的辅助选择。在旱作条件下，多分枝突变体mt1348的一般配合力为2.288， mt1348与品种WL323的特殊配合力最高，单株生物量最高，其次为mt1348与中草3号杂交组合。项目执行期间，共发表论文5篇，其中包括SCI论文1篇，获得授权专利2项，新申请发明专利1项，培育多分枝新品系2个, 配置优质、高产杂交组合3-5个，审定登记中草8号杂花苜蓿1个，培养研究生3名，先后有4人次赴澳大利亚、美国、新西兰等国家进行学术交流，2人次在重要国际学术会议上做学术报告。该研究结果将揭示多分枝变异的遗传特性，筛选获得高产杂交组合，对丰富苜蓿育种方法、选育高产新品系具有重要意义；此外对变异基因定位研究，为今后该基因的克隆与功能分析奠定基础。