彭 勃 赵晓雷 王 奕 袁文娅 李春辉 李永祥 张登峰 石云素 宋燕春 王天宇,* 黎 裕,*

玉米叶向值的全基因组关联分析

彭 勃1,**赵晓雷1,**王 奕1,**袁文娅1李春辉2李永祥2张登峰2石云素2宋燕春2王天宇2,*黎 裕2,*

1天津市农作物研究所 / 天津市农作物遗传育种重点实验室, 天津 300384;2中国农业科学院作物科学研究所, 北京 100081

叶向值是反映叶片“直”和“立”两个特性的综合指标。叶向值高的品种, 叶片直而不弯, 叶夹角小, 有利于群体通风透光, 在群体密度较高时比平展型更容易获得高产。阐明叶向值的遗传基础, 对玉米理想株型分子设计育种具有重要的意义。本研究以285份多样性玉米自交系为材料, 利用Illumina的maizeSNP50芯片基因分型结合连续2年的叶向值表型鉴定, 通过全基因组关联分析方法挖掘玉米叶向值显著关联的SNP位点。方差分析表明, 不同自交系的叶向值差异达到极显著水平(<0.01)。在最优模型选择时, 发现Q+K模型最适合本研究的叶向值关联分析。在2个年份下, 共检测到15个与叶向值显著关联的位点(<4.05E-5), 包括27个SNP, 解释5.54%~8.73%的表型变异, 并挖掘了15个候选基因。其中1.07 bin上的位点2是本研究发现的重要位点, 其候选基因可能是编码细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶的, 有待进一步图位克隆工作验证。

玉米; 叶向值; 叶夹角; 单核苷酸多态性; 关联分析

过去的几十年中, 玉米株型结构的改良, 尤其是直立叶型的品种对玉米产量的遗传增益起了重要的作用[1-2]。直立叶型品种比平展叶型品种通常更耐密植, 通过较高的叶面积指数来增加群体光能截获, 促进群体光合作用, 进而获得高产[1,3-4]。叶向值是可以同时反映叶片“直”和“立”两个特性的综合指标。穗上叶向值高, 上部叶片直而不弯, 叶夹角小而上冲, 是理想株型育种的重要选择目标[3]。因此, 阐明玉米叶向值的遗传基础对玉米理想株型育种具有重要的意义。……