中国高粱株高和节间数全基因组关联分析及候选基因预测

文献类型： 中文期刊

第一作者： 徐建霞

作者： 徐建霞;丁延庆;曹宁;程斌;高旭;李文贞;张立异

作者机构：

关键词： 高粱;株高;节间数;全基因组关联分析(GWAS);候选基因

期刊名称： 作物学报

ISSN： 0496-3490

年卷期： 2025 年 51 卷 003 期

页码： 568-585

收录情况： 北大核心 ; CSCD

摘要： 适当降低株高可以提高植物的养分利用效率和抗倒伏性,对高粱的高产和稳产具有重要意义。为揭示高粱株高遗传机制,本研究以242份中国高粱为研究对象,利用2,015,850个单核苷酸多态性(SNP)标记,在7个不同环境条件下对株高、节间数及节间长度进行全基因组关联分析(Genome-wide association study, GWAS)。表型调查表明,株高、节间数和节间长度的表型变异系数在13.47%～30.06%之间,在所有环境下的偏度和峰度的绝对值均小于1。利用2种不同的关联模型(Blink和FarmCPU)对株高、节间数及节间长度进行GWAS分析,在10条染色体上共鉴定出118个与这3个性状显著相关的数量性状核苷酸(QTN)。其中,与株高、节间数及节间长度显著相关的QTN分别为60个、37个和32个,株高与节间数、节间长度共定位QTN分别有8个和3个。通过对候选基因的序列分析和功能注释,在12个QTN置信区间或附近鉴定出14个候选基因,它们与水稻和玉米中参与糖代谢、激素合成与信号传递以及细胞分裂的基因同源。选择性消除分析揭示,位于1号染色体的候选基因Sobic.001G510400在中国南北高粱群体中受到强烈选择,形成了以北方矮秆高粱为主的单倍型Hap1和以南方高秆高粱为主的单倍型Hap2。携有Hap1的北方种质871255和携有Hap2的南方种质红缨子之间,该基因表达存在显著差异。本研究结果为中国高粱品种株高遗传改良提供了理论依据。

分类号： S514

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