玉米灌浆期茎秆抗推力的全基因组关联分析

摘要：

[目的]通过基因型与表型数据关联分析,检测出与玉米茎秆抗推力相关的 SNP 位点,发掘出控制茎秆抗推力的候选基因.[方法]以292份玉米自交系组成的自然群体为材料,2015年和2016年在菏泽、枣庄、青州、胶州等地进行茎秆抗推力的测定,并且对株高、穗位高、雄穗长和雄穗柄长进行测定.另一方面,对材料进行取样并提取DNA,由美国先锋良种有限公司利用MaizeSNP50基因芯片进行基因分型,该芯片包括55126个单核苷酸多态性(SNP)标记,去除杂合率大于10%、缺失率大于20%和最小等位基因频率低于0.05的标记,剩余25331个SNP,运用farmCPU结合基因型对茎秆抗推力表型数据进行全基因组关联分析,检测出与茎秆抗推力显著相关SNP位点,根据SNP所处的物理位置,对标记所在的区间进行定位,从而获得相对应的候选基因.运用SPSS statistics 20.0数据分析软件对株高、穗位高、雄穗长和雄穗柄长进行相关性分析,确定茎秆抗推力与4个性状的相关性.[结果]共检测出16个与茎秆抗推力显著相关的SNP(P<0.0001),分别位于染色体框3.06、5.02、4.08、6.04、8.03和9.03.在多个环境中检测到的SNP位点位于相同的染色体框,例如,位于染色体框8.03中的PZE_108026930、SYN19532、PZE_108048987和PZE_108050769,在2015年枣庄和2016年枣庄分别被检测到.位于染色体框3.06的PZE_103111295和PZE_103125327,在2015年青州和2016年枣庄分别被检测到.共获得GRMZM2G504401、GRMZM2G062974、GRMZM2G053767、GRMZM2G348551和GRMZM2G0242605个候选基因,分别编码几丁质酶A、bZIP转录因子超家族的蛋白、核糖体40S亚基S4类蛋白X1、可溶性淀粉合成酶2-3、腺嘌呤核苷酸水解酶超家族蛋白.此外,发现茎秆抗推力与株高、穗位高、雄穗长和雄穗柄长有显著或极显著相关性,但是在各个环境中相关关系不稳定,环境可能具有一定的影响.[结论]GRMZM2G062974参与植物在逆境下的表达调控,响应多种非生物胁迫.GRMZM2G348551参与糖代谢途径,调控支链淀粉的合成,与细胞壁的形成有关.GRMZM2G504401在植物中表达受到生物或者非生物胁迫的诱导,从而发挥作用.倒伏会受到自身或多种胁迫的影响.

关键词：玉米、茎秆抗推力、全基因组关联分析、候选基因

所属期刊栏目：50

分类号：S3 ;S5

资助基金：国家自然科学基金31371636;山东省现代农业产业体系玉米产业创新团队首席专家SDAIT-02-01

在线出版日期：2018-01-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：4671-4678,中插1-中插3