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小麦耐盐基因TaAT1的优异等位变异挖掘OA

Mining of Superior Allelic Variants of Salt-Tolerant Gene TaAT1 in Wheat

中文摘要英文摘要

TaAT1是编码非典型G蛋白γ亚基(Gγ)的关键基因,参与小麦耐盐胁迫调控.为挖掘其优异等位变异,本研究利用甲基磺酸乙酯(EMS)、γ射线及高能C离子辐射诱变构建京411突变体库并作为材料,以野生型京411为对照,经苗期盐胁迫鉴定、突变位点验证及转录组分析,筛选获得耐盐性显著提升的突变体je0088.该突变体的耐盐能力显著优于野生型,株型、生育期等主要农艺性状稳定.测序验证显示,其仅在TaAT1-7A发生由"G"到"A"的终止突变(c.285G>A),推测该位点为调控耐盐性的关键功能位点.转录组GO富集结果表明,突变体地上部差异基因主要富集于光系统Ⅱ及碳固定过程,根部富集于跨膜转运与微管马达蛋白活性;KEGG分析显示,地上部差异基因集中在光合作用与碳固定通路,根部集中在苯丙烷生物合成、淀粉蔗糖代谢及谷胱甘肽代谢通路.本研究为小麦耐盐分子育种提供了新靶点和种质资源,也为解析TaAT1介导的耐盐分子机制奠定了基础.

TaAT1 is a key gene encoding an atypical G protein γ subunit(Gγ)that is involved in salt stress tolerance regulation in wheat.To identify its superior allelic variations,we constructed a mutant library of the wheat cultivar Jing 411 using ethyl methanesulfonate(EMS),γ-rays,and high-energy carbon ion irradiation,with wild-type Jing 411 as the control.Through salt stress evaluation at the seedling stage,mutation site validation,and transcriptome analysis,we obtained the mutant line je0088 with significantly improved salt tolerance.This mutant exhibited substantially enhanced salt tolerance compared with the wild type,and its main agronomic traits including plant architecture and growth duration remained stable.Sequencing verification confirmed that the mutant carried only a premature stop mutation(c.285G>A)in TaAT1-7A,suggesting that this site is a key functional locus regulating salt tolerance.Transcriptomic GO enrichment analysis revealed that differentially expressed genes(DEGs)in the aboveground tissues of the mutant were mainly enriched in the photosystem II and carbon fixation,whereas DEGs in roots were enriched in transmembrane transport activity and microtubule motor activity.KEGG analysis showed that aboveground DEGs were concentrated in photosynthesis and carbon fixation pathways,while root DEGs were mainly involved in phenylpropanoid biosynthesis,starch and sucrose metabolism,and glutathione metabolism.This study provides new gene targets and elite germplasm resources for molecular breeding of salt-tolerant wheat,and lays a foundation for dissecting the molecular mechanism of TaAT1-mediated salt stress tolerance.

韩金花;谢永盾;任爱霞;郭会君;熊宏春;古佳玉;李慧园;魏学宁;赵林姝;刘录祥

山西农业大学农学院/作物生态与水肥高效利用山西省重点实验室,山西 太谷 030801中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室/作物分子育种国家工程研究中心/国家原子能机构核技术(辐射育种)研发中心,北京 100081山西农业大学农学院/作物生态与水肥高效利用山西省重点实验室,山西 太谷 030801中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室/作物分子育种国家工程研究中心/国家原子能机构核技术(辐射育种)研发中心,北京 100081中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室/作物分子育种国家工程研究中心/国家原子能机构核技术(辐射育种)研发中心,北京 100081中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室/作物分子育种国家工程研究中心/国家原子能机构核技术(辐射育种)研发中心,北京 100081中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室/作物分子育种国家工程研究中心/国家原子能机构核技术(辐射育种)研发中心,北京 100081中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室/作物分子育种国家工程研究中心/国家原子能机构核技术(辐射育种)研发中心,北京 100081中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室/作物分子育种国家工程研究中心/国家原子能机构核技术(辐射育种)研发中心,北京 100081中国农业科学院作物科学研究所/作物基因资源与育种全国重点实验室/作物分子育种国家工程研究中心/国家原子能机构核技术(辐射育种)研发中心,北京 100081

农业科技

小麦耐盐性TaAT1基因优异等位变异辐射诱变转录组分子育种

wheatsalt toleranceTaAT1 geneelite alleleradiation mutagenesistranscriptomemolecular breeding

《核农学报》 2026 (9)

1685-1696,12

国家小麦产业技术体系(CARS-03),核技术高效诱变作物新品种与示范[HJSYF2024(31)]

10.11869/j.issn.1000-8551.2026.09.1685

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