基于QTL定位和RNA-seq分析挖掘玉米茎粗候选基因

摘要

茎粗是影响玉米株型的一个重要性状,为解析玉米茎粗的遗传基础,本研究以茎粗存在显著差异的自交系郑58和D863F及其构建的241个RILs家系为材料,在2个环境及最佳线性无偏预测值(BLUP,best linear unbiased prediction)下进行QTL定位。2个环境及BLUP值下共检测到6个与玉米茎粗有关的QTL,分布于玉米的第3、6和10染色体上,单个QTL解释的表型变异为4.30%~10.73%。对2个亲本茎秆RNA-Seq结果进行分析,QTL定位区间共检测到106个差异表达基因(DEGs,differentially expressed genes),其中49基因个上调,57个基因下调。GO功能富集分析表明,差异表达基因主要富集在分子功能中,涉及催化活性、转移酶活性、苹果酸脱氢酶活性和离子结合等。KEGG富集分析表明,差异表达基因主要参与到次生代谢产物的生物合成,丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢,类苯基丙酸合成代谢等过程。将QTL定位与转录组测序相结合,筛选出12个可能调控茎粗发育的候选基因。这些QTL位点和候选基因可用于进一步的精细定位和功能分析,为开展玉米理想株型分子育种奠定了基础。