玉米穗轴粗全基因组关联分析

摘要

玉米穗轴粗是一个影响玉米产量和穗轴产量的重要性状,其遗传机制的解析可以对高产育种提供指导.本研究以309份玉米自交系为材料,利用测序基因型分型技术对其进行基因型鉴定.采用FarmCPU(fixed and random model circulating probability unification)、MLMM(multiple loci mixed linear model)和CMLM(compressed mixed linear model)方法,对2017年和2019年河南原阳、河南郸城、河南虞城、海南三亚以及最佳线性无偏估计值环境的穗轴粗,进行全基因组关联分析,共鉴定12个与穗轴粗显著关联的SNP(single nucleotide polymorphisms)(P<8.60E-07).其中,S4_29277313利用FarmCPU和MLMM方法在2017年原阳均检测到.S1_29006330、S2_170889116、S2_2046026464和S4_83821463的表型变异解释率介于10.23％～14.17％,为主效SNP.而且,S1_29006330位于已定位的穗轴粗QTL(quantitative trait loci)区间内.共挖掘17个候选基因,其中WAKL14(wall-associated receptor kinase-like 14)、转录因子ZIM35(zinc-finger protein expressed in inflorescence meristem 35)、HMGA(HMG-Y-related protein A)、组蛋白-赖氨酸N甲基转移酶ATX4(Arabidopsis trithorax 4)和XTH32(xyloglucan endotransglucosy-lase/hydrolase protein 32),可能是影响穗轴粗的重要基因.挖掘的4个穗轴粗主效SNP和5个候选基因可以为分子标记辅助育种、精细定位和基因克隆提供信息.