2024年7月烤礁，沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(xué)的Mitchell Morton等人在The Plant Journal發(fā)表了題為Deciphering salt stress responses in?Solanum pimpinellifolium?through high-throughput phenotyping文章，基于GWAS和高通量表型技術(shù)解析不同環(huán)境下野生番茄對鹽脅迫的響應(yīng)機制。
本研究基于274個野生型番茄品系彻亲，在控溫控濕的溫室環(huán)境及自然田間條件下進行高通量表型分析并結(jié)合全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)翅楼，評估了這些品系對鹽脅迫的響應(yīng)。包括使用自動化成像系統(tǒng)和無人機(UAV)技術(shù)來監(jiān)測植物的生長量和蒸騰率(TR)，同時測量了植物的投影面積(PSA)养距、生長速率尤筐、蒸騰使用效率(TUE)以及鈉和鉀離子含量汇荐。
研究發(fā)現(xiàn)，鹽脅迫下野生型番茄的形態(tài)和生理性狀上表現(xiàn)出多樣性盆繁，其中包括蒸騰率(TR)掀淘、地上生物量和植物體內(nèi)離子累積(鈉離子Na+和鉀離子K+)等與植物整體表現(xiàn)密切相關(guān)。溫室中油昂，TR是影響植物表現(xiàn)的主要因素革娄；田間條件下倾贰，地上生物量與產(chǎn)量之間存在強烈正相關(guān)；但離子累積對溫室中植物表現(xiàn)影響相對較小拦惋。
研究結(jié)果表明匆浙，野生型番茄的鹽脅迫耐受性依賴于與植株生長和蒸騰率相關(guān)的單一離子(例如Na+、K+)耐鹽機制架忌。研究團隊提取了番茄DNA并進行測序以識別單核苷酸多態(tài)性(SNPs)吞彤，結(jié)合表型和基因型變異進行遺傳結(jié)構(gòu)分析，鑒定了與溫室條件下植物表現(xiàn)相關(guān)的候選基因叹放。
研究團隊對測序數(shù)據(jù)進行分析饰恕，識別出超過2030萬個高質(zhì)量的分布在整個基因組中SNPs，通過主成分分析(PCA)和結(jié)構(gòu)分析井仰，評估了栽培型番茄群體的遺傳多樣性和結(jié)構(gòu)多樣性埋嵌。研究團隊還利用GWAS發(fā)現(xiàn)了與鹽脅迫響應(yīng)相關(guān)的SNPs，通過這些基因在鹽脅迫下表達量分析它們的功能從而鑒定出了候選基因俱恶。
研究團隊通過GWAS鑒定出與鹽脅迫響應(yīng)相關(guān)的新候選基因雹嗦，不僅揭示了已知基因的新作用，還可能發(fā)現(xiàn)了新的鹽脅迫響應(yīng)基因合是，表明高通量表型技術(shù)在植物應(yīng)激響應(yīng)機制研究中有重要作用了罪。
該研究通過全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)鑒定了與鹽脅迫相關(guān)的新的候選基因，凸顯了高通量表型技術(shù)在揭示植物應(yīng)激響應(yīng)新方面的強大能力聪全，旨在發(fā)現(xiàn)野生番茄鹽脅迫耐受性的新基因泊藕，為番茄和其他作物的耐鹽育種工作提供研究方向。
原文鏈接：doi :10.1111/tpj.16894
