四川农大高世斌团队在解析玉米产量性状的遗传结构研究中取得新进展学术资讯

玉米产量性状是玉米遗传改良最为重要和复杂的数量性状之一。虽然目前已有对玉米产量相关性状的定位和功能基因的研究，但由于玉米基因组复杂性高、多样性丰富，对产量性状复杂的遗传结构仍需要在多样化的种质背景中进行探索。

近日，四川农业大学玉米研究所高世斌课题组在The Crop Journal在线发表了题为“Genetic architecture of maize yield traits dissected by QTL mapping and GWAS in maize”的研究论文。该研究以西南地区常用玉米自交系为主要种质基础构建遗传群体，利用连锁作图和GWAS对9个产量相关性状进行了QTL定位。进一步结合共表达网络，定位了大量与产量性状关联的SNP位点和候选基因，并分析了这些位点优异等位基因的聚合效应及候选基因在种子发育中的表达模式。研究者通过GWAS分析，鉴定了两个环境下稳定的51个SNP和36个多效性的SNP，其中3个SNP同时具有环境稳定和多效性。通过置换排列，在6条染色体鉴定了7个SNP热点区域，共富集了41个SNP。连锁作图共鉴定了16个环境稳定的QTL和16个多效性的QTL。其中，7个位于QTL区间的SNP鉴定为产量性状的一致性SNP（图1）。SNP优异等位基因的聚合分析表明，优异等位基因的数量对9个产量性状的表型值均表现出高度的正向效应。热带和温带种质优异等位基因的数量在6个产量性状中表现出显著差异（图2）。结合GWAS结果与共表达网络，本研究检测到61个高优先级重叠（HPO）基因。在所鉴定的候选基因中，编码丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的基因Zm00001d016656所在的PZE-105110447位点在多个环境中与5个不同的性状关联。基于公共转录组数据，研究者分析了候选基因在珠心、胚和胚乳中的表达模式，并筛选了仅在种子发育的特定组织和特定阶段中表达的多个基因（图3）。这些研究结果将为玉米产量性状的分子育种提供遗传信息和基因资源。