玉米穗长一般配合力多位点全基因组关联分析和预测

文献类型： 中文期刊

第一作者： 马娟

作者： 马娟;朱卫红;刘京宝;宇婷;黄璐;郭国俊

作者机构：

关键词： 穗长;一般配合力;多位点全基因组关联分析;固定效应模型;基因组选择

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2023 年 006 期

页码： 1562-1572

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 穗长是一个重要的农艺性状,与产量密切相关。一般配合力（general combining ability, GCA）是评价优异自交系的重要指标。因此,解析穗长GCA的遗传基础,制定相应的育种策略对玉米杂交种产量的提高具有重要意义。本研究以123个玉米自交系和8个测验种按照North Carolina II遗传交配设计组配的537个F1杂交种为试验材料,在2个环境下进行表型鉴定,利用玉米5.5 K液相育种芯片鉴定的11,734个SNP （single nucleotide polymorphisms）对2个环境以及综合环境穗长GCA进行多位点全基因组关联分析（multi-locus genome-wide association study, MGWAS）和基因组预测。利用7种MGWAS共检测到11个穗长GCA显著关联SNP标记（P ＜8.52E-07）,单个位点解释GCA变异介于8.06%～28.23%之间。不同MGWAS共定位的SNP位点有5个。位点7＿178103602在周口和综合环境利用mrMLM（multi-locusrandom-SNP-effectmixedlinearmodel）方法重复检测到,可解释穗长GCA变异的26.02%～28.23%,为环境稳定的主效SNP。共挖掘10个候选基因,其中auxin amido synthetase 9和EID1-like F-box protein 2可能是控制穗长GCA的关键基因。5种随机效应模型对3个环境穗长GCA的预测准确性介于0.53～0.69之间,且模型间差异较小。在新乡和周口环境, GBLUP （genomic best linear unbiased prediction）和RKHS （reproducing kernel Hilbert space）整合不同显著位点作为固定效应均可提高穗长GCA基因组估计育种值的准确性,提高率为2.34%～14.98%,而在综合环境中除了利用FarmCPU （fixed and random model circulating probability unification）或BLINK （Bayesian-information and linkage-disequilibriumiterativelynestedkeyway）鉴定的1个显著位点作为固定效应会略降低预测精度外,其他2种MGWAS方法显著位点的加入均能提高基因组预测力,提高率为2.80%～6.84%。因此, MGWAS显著位点作为固定效应加入预测模型有利于提高穗长GCA基因组估计育种值的准确性,可用来对玉米亲本穗长GCA进行有效预测和选择。

分类号： S513

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