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Genetic and physiological bases for variation in water use efficiency in canola
Food and Energy Security ( IF 4.0 ) Pub Date : 2020-08-14 , DOI: 10.1002/fes3.237 Harsh Raman 1 , Rosy Raman 1 , Brett McVittie 1 , Lauren Borg 2 , Simon Diffey 3 , Avilash Singh Yadav 4 , Sureshkumar Balasubramanian 4 , Graham Farquhar 5
Food and Energy Security ( IF 4.0 ) Pub Date : 2020-08-14 , DOI: 10.1002/fes3.237 Harsh Raman 1 , Rosy Raman 1 , Brett McVittie 1 , Lauren Borg 2 , Simon Diffey 3 , Avilash Singh Yadav 4 , Sureshkumar Balasubramanian 4 , Graham Farquhar 5
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Drought stress due to water deficiency threatens production of canola worldwide. Carbon isotope discrimination (Δ13C), a trait that can be used to assess efficient water use, provides an opportunity to exploit natural variation in canola for stable production. Here, we show that substantial genetically controlled phenotypic variation in water use efficiency (WUE) component trait, Δ13C (20.4 to 23.6‰) exists among accessions of canola. Quantitative trait loci (QTL) analysis revealed ten loci for Δ13C, each accounting for 2.5% to 16.5% of the genotypic variation. One of the significant QTL for Δ13C was co‐localized with a QTL for flowering time, a trait implicated in drought escape and was mapped in the vicinity of the FLOWERING LOCUS T (FT) on chromosome A07. Gene expression analyses revealed that among FT paralogs, BnC6.FTb expression was significantly correlated (r = 0.33, p < .01) with variation in Δ13C across at least two environments in a canola DH population. Integration of data based on instantaneous single leaf gas exchange, dry matter Δ13C, and whole plant measurements suggests a possible trade‐off between early flowering and WUE. Our findings provide insights into the complexity of Δ13C and WUE which could enable the development of canola varieties resilient to drought and increasing canola productivity under water‐limited conditions.
中文翻译：
油菜水分利用效率变化的遗传和生理基础
缺水引起的干旱压力威胁着全球油菜的生产。碳同位素分辨率（Δ 13 C），一个性状，可用于评估有效用水，提供了一个机会来利用稳定生产在卡诺拉自然变异。在这里，我们示出了水分利用效率（WUE）成分的性状即大量基因控制的表型变异，Δ 13 C（20.4〜23.6‰）的芸苔种质中的存在。数量性状基因座（QTL）分析显示为Δ10个基因座13 C，各占2.5％至基因型变异的16.5％。一个用于Δ的显著QTL的13 ℃下共定位与开花时间的QTL，一个性状在干旱逃逸牵连和在的附近被映射在A07染色体上的FLOWERING LOCUS T（FT）。基因表达分析表明，其中FT旁系同源物，BnC6.FTb表达显著相关（[R = 0.33，p <0.01），在Δ的变化13在低芥酸菜子DH群体经过至少两个环境下进行。基于瞬时单叶气体交换数据的整合，干物质Δ 13 C，和整个植物的测量表明之间早开花和WUE可能的权衡。我们的研究结果提供深入的Δ的复杂性13 ℃，水分利用效率可能启用油菜品种抵御干旱和提高生产力油菜籽水分受限条件下的发展。
更新日期：2020-08-14
中文翻译：
油菜水分利用效率变化的遗传和生理基础
缺水引起的干旱压力威胁着全球油菜的生产。碳同位素分辨率（Δ 13 C），一个性状，可用于评估有效用水，提供了一个机会来利用稳定生产在卡诺拉自然变异。在这里，我们示出了水分利用效率（WUE）成分的性状即大量基因控制的表型变异，Δ 13 C（20.4〜23.6‰）的芸苔种质中的存在。数量性状基因座（QTL）分析显示为Δ10个基因座13 C，各占2.5％至基因型变异的16.5％。一个用于Δ的显著QTL的13 ℃下共定位与开花时间的QTL，一个性状在干旱逃逸牵连和在的附近被映射在A07染色体上的FLOWERING LOCUS T（FT）。基因表达分析表明，其中FT旁系同源物，BnC6.FTb表达显著相关（[R = 0.33，p <0.01），在Δ的变化13在低芥酸菜子DH群体经过至少两个环境下进行。基于瞬时单叶气体交换数据的整合，干物质Δ 13 C，和整个植物的测量表明之间早开花和WUE可能的权衡。我们的研究结果提供深入的Δ的复杂性13 ℃，水分利用效率可能启用油菜品种抵御干旱和提高生产力油菜籽水分受限条件下的发展。
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