SRO (similar to radical-induced cell death 1)是一类植物特异小分子蛋白家族,在植物生长发育和环境响应中发挥重要作用。然而SROs在大麦中仍缺乏系统鉴定。本研究从大麦中分离和鉴定了10个SRO家族成员(命名为HvSRO1~10)。系统发育和进化分析表明,SRO家族成员数目随着植物的分化和进化发生谱系特异性扩增,大麦SRO (HvSRO)可以分为3个亚组,与水稻OsSROs进化关系更近。基因结构显示,HvSRO基因不均等分布在6条染色体上,外显子-内含子数目差异较大,含有复杂的基因结构。多数大麦SRO家族成员特异靶向细胞核。从HvSRO基因的启动子中鉴定出许多激素、光和非生物胁迫应激响应顺式作用元件,它们与多种胁迫响应蛋白和mi RNA存在互作关系。RNA-seq分析表明SRO基因在大麦不同组织和发育阶段中广泛表达,且存在明显组织特异性特点,这些结果为进一步探究大麦SRO基因功能表达提供了理论依据,也为大麦抗性育种提供了潜在的基因资源。
干旱是影响大麦产量的主要非生物胁迫之一。挖掘大麦干旱响应基因,有利于大麦耐旱品种的改良。本研究以167份中亚大麦品种为材料,测定正常灌水(出苗期、拔节期、孕穗期、抽穗期、灌浆期各灌水1次)、灌水2次(出苗期、孕穗期各灌水1次)以及灌水1次(出苗期灌水1次)处理下大麦的株高、穗长、单株穗数和主穗小穗数,结合群体分子信息,对这4个性状进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)。结果表明,167份中亚大麦没有明显的地理亚群。全基因组关联分析共鉴定到8个与性状关联的位点,筛选到17个与大麦抗旱性相关的潜在候选基因,其中,调控大麦株高、穗长、主穗小穗数和单株穗数的候选基因分别有7、4、4和2个。同时,对耐旱系数(drought tolerance index,DI)进行GWAS关联分析,鉴定到7个与大麦耐旱相关的QTL,分布在1H、4H、5H和7H染色体上,存在96个潜在候选基因。该研究为后期大麦分子育种和抗旱功能基因克隆提供了基础数据。
