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功能表型組學(xué)和基因組學(xué):揭示小麥的熱脅迫反應(yīng)
發(fā)布時(shí)間:
2024-10-18
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熱脅迫通過(guò)改變小麥生理形態(tài)性狀,破壞細(xì)胞的生理生化特性,最終影響其遺傳組成,從而嚴(yán)重影響小麥產(chǎn)量形成。因此,利用精確和快速的性狀表型分析技術(shù)、基因組學(xué)工具和作物育種方法培育耐熱小麥品種勢(shì)在必行。目前,基于表型的育種工作耗時(shí)費(fèi)力、成本較高且準(zhǔn)確性低,特別是篩選大量基因型面臨許多挑戰(zhàn);功能基因組學(xué)研究遺傳和表觀遺傳系統(tǒng),以識(shí)別和查明與特定性狀相關(guān)的基因變異。
本文圍繞以下:1)熱脅迫對(duì)小麥生產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p害;2)小麥在營(yíng)養(yǎng)和生殖階段對(duì)熱敏感;3)基于性狀的表型分析有助于理解熱反應(yīng);4)基因組提供熱響應(yīng)遺傳變異;5)功能表型組學(xué)和基因組學(xué)對(duì)耐熱小麥品種至關(guān)重要,從形態(tài)、生理和生化三個(gè)方面綜述了熱脅迫對(duì)小麥的影響,重點(diǎn)介紹了提高小麥耐熱性的最新育種策略,并強(qiáng)調(diào)了結(jié)合表型組學(xué)和基因組學(xué)工具的綜合方法。
本文認(rèn)為,無(wú)論是單獨(dú)使用還是結(jié)合使用表型組學(xué)和基因組學(xué)工具,都有助于克服目前為特定目的快速篩選大量種質(zhì)的障礙,快速識(shí)別與高溫相關(guān)的所需性狀。通過(guò)廣泛的篩選過(guò)程增強(qiáng)的預(yù)測(cè)能力可以準(zhǔn)確地識(shí)別與高溫相關(guān)的特定成分性狀相關(guān)的基因。這些基因可以結(jié)合起來(lái)開(kāi)發(fā)出具有耐高溫潛力的作物品種,并對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化確保農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性至關(guān)重要。
圖1. 小麥在表型和基因組水平上對(duì)熱脅迫的反應(yīng)
圖2. 利用表型組學(xué)和基因組學(xué)工具促進(jìn)耐熱小麥品種的培育
Omar Kayess , Md. Ashrafuzzaman , Md Arifur Rahman Khan , Md. Nurealam Siddiqui , Functional phenomics and genomics: Unravelling heat stress responses in wheat, Plant Stress (2024), doi: https://doi.org/10.1016/j.stress.2024.100601
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