藜麦是一种假谷类作物,全四倍体物种,已在世界范围内被消费超过7000年。中国自20世纪60年代开始藜麦育种研究,已经发展出多种适应不同环境条件的品种。
本研究利用低剂量EMS处理“陇藜4号”品种,探索EMS对藜麦基因组的诱变效果,并为藜麦育种提供实证支持。使用0.8%的EMS溶液处理“陇藜4号”品种的种子8小时。选取9个独立的M2家族植株进行基因组重测序,分析EMS诱导的单核苷酸多态性(SNPs)。研究结果发现EMS诱导的SNPs在18条染色体上分布不均,平均突变频率为91.2 SNPs/Mb,范围从4.5到203.5 SNPs/Mb。 通过线性模型分析,发现SNPs数量与染色体长度之间存在显著正相关。G/C到A/T的转换在所有变异类型中占主导地位,占变异的34.4%至67.2%。SNPs在基因间区域显著富集,占总变异的69.2%至75.1%。该研究提供了低剂量EMS在藜麦育种中应用的基因组层面的证据,为未来的藜麦遗传研究和育种策略提供了重要信息。
本研究发表在《Botanical Studies》题目为《Genomic variation induced by a low concentration of ethyl methanesulfonate (EMS) in quinoa ‘Longli-4’ variety》。论文第一作者为李晓凤博士,通讯作者为赵鹏善研究员。研究得到了中国国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、中国科学院西部之光项目和甘肃省科技计划项目的支持。