高粱千粒重全基因组关联分析和候选基因预测

摘要：

千粒重是作物产量构成的三要素之一.增加粒重是提高作物产量的重要途径.为阐明高粱千粒重的遗传机理,本试验以主要来自于我国16个高粱种植省份的242份高粱品种(系)组成的关联群体为研究材料,借助覆盖全基因组的2 015 850个高质量SNPs标记,采用多位点分析软件mrMLM 4.0 R软件包中的 mrMLM、FASTmrMLM、FASTmrEMMA、ISIS EM-BLASSO、pLARmEB、pKWmEB 6 种模型,对2018-2020年贵州贵阳、浙江杭州、海南乐东、海南陵水3年4点7个环境的高粱千粒重进行全基因组关联分析.结果表明,7个环境的高粱千粒重均表现连续正态分布,呈现明显的数量性状遗传特性,变异范围于10～50 g之间.利用6个模型共检测到323个与千粒重显著关联的数量性状核苷酸位点(QTNs),这些位点不均匀地分布在10条染色体上.单个QTN可解释0.4％～26.6％的表型变异.不同模型检测到的位点数目不同,FASTmrMLM模型最多,然后依次是pKWmEB模型、pLARmEB模型、mrMLM模型、ISIS EM-BLASSO模型和FASTmrEMMA模型.合并共同QTNs后得到96个显著影响千粒重的QTNs,其中4个QTNs与前人报道的高粱基因位点重叠,另有4个QTNs包含与水稻中克隆的粒重相关基因qGW7/GL7、BG2、OsARF4、RSR1、TGW6等同源的基因.本研究结果为探究高粱千粒重性状分子遗传机理和高粱分子设计育种提供了科学依据.

关键词：高粱、千粒重、多位点全基因组关联分析、数量性状核苷酸(QTNs)、候选基因

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分类号：S828.2;S512.1;R735.37

资助基金：国家重点研发计划;浙江省农业新品种选育重大科技专项;浙江省数字旱粮重点实验室;贵州省科技计划项目

在线出版日期：2023-02-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：2124-2136