Exome sequencing of bulked segregants identified a novel TaMKK3-A allele linked to the wheat ERA8 ABA-hypersensitive germination phenotype
Exome sequencing of bulked segregants identified a novel TaMKK3-A allele linked to the wheat ERA8 ABA-hypersensitive germination phenotype
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大量分离子的外显子组测序鉴定出与小麦 ERA8 ABA 超敏感发芽表型相关的新型 TaMKK3-A 等位基因
DOI：
10.1101/784652
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Martinez S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Martinez S
关键信息利用外显子序列的混合分离分析，我们将小麦回交群体中的ABA超敏突变体ERA 8精细定位于4A染色体上的TaMKK 3-A位点。增强响应ABA 8（ERA 8）突变体增加种子休眠，因此，在软白色小麦'扎克' PHS的耐受性。利用外显子组DNA的混合分离分析（BSA-exome-seq）将ERA 8定位在Zak/ZakERA 8回交群体的4A染色体上。相对于诱变剂诱导的SNP，ERA 8被精细定位在包含70个基因的4.6 Mb区域。在回交群体中，ERA 8ABA-超敏感表型与TaMKK 3-A-G1093 A（LOD 16.5）中的错义突变紧密连锁，TaMKK 3-A-G1093 A是与大麦和小麦中的天然PHS耐受性相关的基因。ERA 8的图谱位置在'Otis'/ZakERA 8中得到了确认，但在'Louise'/ZakERA 8作图群体中没有得到确认。这可能是因为奥蒂斯携带与扎克相同的天然PHS耐受性MKK 3-A-A660等位基因，而路易丝携带PHS耐受性MKK 3-A-C660等位基因。因此，Louise/ZakERA 8群体中的种子休眠性和PHS耐性的变异可能是由于其他位点的分离而不是MKK 3位点的PHS耐性的分离。这种无意的互补试验表明MKK 3-A-G1093 A突变导致ERA 8表型。此外，在70个基因4.6 MbERA 8区间，MKK 3是已知的阿坝信号传导基因。这70个基因中没有一个显示出野生型Zak与预期的启动子突变的ERA 8的差异调节。因此，工作模型是ERA 8表型由MKK 3-A-G1093 A突变引起。
Key messageUsing bulked segregant analysis of exome sequence, we fine-mapped the ABA-hypersensitive mutantERA8in a wheat backcross population to theTaMKK3-Alocus of chromosome 4A.AbstractPreharvest sprouting (PHS) is the germination of mature grain on the mother plant when it rains before harvest. TheENHANCED RESPONSE TO ABA8(ERA8) mutant increases seed dormancy and, consequently, PHS tolerance in soft white wheat ‘Zak.’ERA8was mapped to chromosome 4A in a Zak/‘ZakERA8’ backcross population using bulked segregant analysis of exome sequenced DNA (BSA-exome-seq).ERA8was fine-mapped relative to mutagen-induced SNPs to a 4.6 Mb region containing 70 genes. In the backcross population, theERA8ABA-hypersensitive phenotype was strongly linked to a missense mutation inTaMKK3-A-G1093A(LOD 16.5), a gene associated with natural PHS tolerance in barley and wheat. The map position ofERA8was confirmed in an ‘Otis’/ZakERA8but not in a ‘Louise’/ZakERA8mapping population. This is likely because Otis carries the same natural PHS susceptibleMKK3-A-A660Sallele as Zak, whereas Louise carries the PHS-tolerantMKK3-A-C660Rallele. Thus, the variation for grain dormancy and PHS tolerance in the Louise/ZakERA8population likely resulted from segregation of other loci rather than segregation for PHS tolerance at theMKK3locus. This inadvertent complementation test suggests that theMKK3-A-G1093Amutation causes theERA8phenotype. Moreover,MKK3was a known ABA signaling gene in the 70-gene 4.6 MbERA8interval. None of these 70 genes showed the differential regulation in wild-type Zak versusERA8expected of a promoter mutation. Thus, the working model is that theERA8phenotype results from theMKK3-A-G1093Amutation.
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