利用全基因组关联分析鉴定玉米苗期耐淹水性状的候选基因

【作者】 于典司； 狄邺； 顾炜； 关媛； 郑洪建；

【机构】 上海市农业科学院作物育种栽培研究所/CIMMYT-中国特用玉米研究中心；

【摘要】 【【研究背景】玉米是我国主要农作物之一,玉米生育期中常会面临淹水胁迫导致产量减少。培育耐淹水品种的玉米,研究玉米耐淹水机理对改善目前极端天气带来的影响具有重要作用。【材料与方法】本研究采用329份玉米自交系为材料,在三叶一心期淹水处理7天后,收集相关表型数据进行耐淹水表型分析,利用FarmCPU模型对6个玉米耐淹水相关性状进行全基因组关联分析。【结果与分析】结果表明不同品种的玉米在受到淹水胁迫后其表型都有显著性差异。其中SPAD值、株高、根长、地上部干重、地下部干重和总干重在淹水处理7天后较对照组均有所下降,说明淹水胁迫对玉米自交系生长有明显影响。根据淹水7天后的死亡率对329份自然群体玉米自交系进行淹水性评价,其中耐淹水的品种57份(存活率80%-100%),耐淹水性中等174份(存活率40-60%),对淹水敏感材料98份(存活率0-20%)。对6种性状进行全基因组关联分析,共检测到49个与SPAD值、株高、根长、地上部干重、地下部干重和总干重相关的显著位点。其中与SPAD值相关的显著位共有16个;与玉米株高(PH)相关的显著位点共9个;与玉米根长(RL)相关的显著位点共5个;与玉米地上部干重(SDW)相关的显著位点共5个;与玉米地下部干重(RDW)相关的显著位点8个;与玉米总干重(RDW)相关的显著位点共6个。依据显著位点位进一步鉴定到与6种性状相关的基因共18个。【结论】利用玉米耐淹水相关性状与自然群体的基因型进行全基因组关联分析鉴定出一批耐淹水相关的候选基因,为玉米耐淹水性遗传机理研究及耐淹水品种选育提供理论依据。更多还原