低酸素下における活性酸素種（ROS）形成に関連するQTLの同定と大麦における水浸および塩耐性との関連

水浸は、世界中の低地の雨水に依存した地域での農業生産を制限する深刻な環境問題です。水浸状況で植物が直面する主要な制約は、酸素の供給が減少することです。それに応じて、これまでの植物育種者のすべての努力は、水浸条件下で根に十分な酸素供給を提供する特性、すなわち、空気間隙の形成の強化や放射状の酸素喪失の減少に焦点を当ててきました。しかし、水浸土壌の酸素濃度の低下は、植物組織内での酸素欠乏を引き起こし、植物内での反応性酸素種（ROS）の過剰な蓄積をもたらします。私たちの知る限り、この特性は育種プログラムでターゲットにされたことがなく、そのため水浸土壌における植物パフォーマンス向上のための未開発の資源を表しています。大麦におけるROS耐性の定量的形質座（QTL）を同定するために、TX9425とNaso Nijoの交配から得た187の二重ハプロイド（DH）系統を、低酸素ストレス下で蓄積される2つの主要なROS種であるスーパーオキシドアニオン（O₂•-）および過酸化水素（H₂O₂）についてスクリーニングしました。48時間の低酸素後にROS含量を定量することが、水浸耐性型大麦系統の選抜にとって迅速で信頼できるアプローチであることを示します。同じQTLが染色体2HでO₂•-（QSO.TxNn.2H）とH₂O₂（QHP.TxNn.2H）の両方の含量で同定されました。このQTLは、以前の研究で報告された水浸および塩耐性の全体的なQTLと同じ位置にあり、O₂•-およびH₂O₂含量に対してそれぞれ23％および24％の表現型変異を説明しています。この分析は、ROS生成と水浸および塩ストレス耐性との間の因果関係を示しました。水浸と塩分は、世界中の作物生産に影響を与える2つの主要な非生物的因子であり、頻繁に同時に発生します。このQTLに関連するマーカーは、将来の育種プログラムで水浸および塩耐性を改善するために使用される可能性があります。