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为探究欧洲玉米地方品种（EMLPs）适应机制，研究人员利用全基因组鸟枪法测序，分析 333 株个体遗传多样性。发现 5 个遗传群体，核苷酸多样性随纬度升高下降，GWAS 定位到 28、347、68 个与纬度、经度、海拔相关的 SNP，为作物改良提供资源。
玉米（Zea mays L.）作为全球重要作物，其适应不同环境的能力一直是研究热点。欧洲玉米地方品种（EMLPs）蕴含丰富遗传多样性，却因早期育种对亲本的有限选择，导致部分有利等位基因丢失，且气候变化下中性等位基因的作用也需重新评估。然而，传统研究局部适应性的方法如多环境试验、 reciprocal transplantation 等耗时耗力，因此亟需高效方法挖掘遗传基础。在此背景下，德国哥廷根大学（Georg-August-University of G?ttingen）的研究人员开展了相关研究，成果发表于《BMC Biology》，为解析玉米适应性机制提供了新视角。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：对来自 9 个国家 40 个 EMLPs 的 340 株个体进行基因分型测序（GBS），经筛选获得 152,671 个 SNPs；运用层次聚类分析、主坐标分析（PCoA）等解析群体结构；通过全基因组关联研究（GWAS），以纬度、经度、海拔为响应变量，挖掘相关 SNP 位点；结合基因本体（GO）富集分析筛选候选基因。
遗传多样性与群体结构分析
通过 GBS 技术对 333 株个体的 SNP 分析显示，SNPs 在染色体上分布均匀，着丝粒区域密度较低。Mantel 测试表明，遗传距离与地理距离显著相关（相关系数 0.41，p<0.001）。当 k=5 时，层次聚类将群体划分为 5 个遗传组，与地理分布高度吻合，如东北群体（组 1）、东南群体（组 2 和 4）等。固定指数（FST）显示群体间存在中等分化（0.034-0.093），且意大利南部等同一国家内的群体因海拔差异分属不同遗传组，说明地理邻近未必遗传相似，海拔等微环境对遗传分化有重要影响。
核苷酸多样性与 Founder 效应
分子方差分析（AMOVA）显示，51% 的遗传变异存在于群体内个体间。核苷酸多样性（π）均值为 0.106，随纬度升高显著下降（p=0.005），提示欧洲玉米扩张过程中存在连续奠基者效应（Serial founder events），即从南向北扩张时，遗传多样性逐步降低，这与玉米从亚热带向温带适应的选择压力一致。
GWAS 定位适应性相关基因组区域
GWAS 分析分别鉴定出 28、347、68 个与纬度、经度、海拔显著相关的 SNP。这些位点与已知开花时间和株高相关基因如 dwarf8、tb1、ZCN7、ZCN8 等重叠。例如，纬度相关 SNP 靠近 dwarf8（221-225 Mb），经度相关 SNP 靠近 tb1（261 Mb 和 267 Mb），ZCN7 和 ZCN8 则与经度关联，这些基因均参与光周期调控和花发育。此外，海拔相关的高显著 SNP（p=1.4×10-123）与 Zm00001eb126070 基因紧密连锁，该基因编码 DEA (D/H)-box RNA 解旋酶，可能参与花瓣分化。
候选基因与功能富集
以 ±50 kb 窗口筛选到 126 个候选基因，GO 富集分析显示，纬度相关基因富集于 “硫氨基酸代谢过程”“单原子阴离子运输” 等通路，涉及植物对非生物和生物胁迫的适应。尽管经度和海拔相关基因未显著富集，但部分基因如 Zm00001eb242340（编码光调节 WD1 蛋白，调控昼夜周期和光周期开花）和 Zm00001eb126070，提示新的适应机制。
研究表明，欧洲玉米地方品种的遗传结构受纬度、经度、海拔显著影响，连续奠基者效应塑造了其遗传多样性分布。GWAS 成功定位到已知和新的适应性相关 SNP 及基因，无需田间数据即可高效识别局部适应基因。该研究构建的 EMLPs 个体库为后续研究提供了遗传资源，有助于挖掘有利等位基因，提升玉米应对气候变化的能力，为作物遗传改良和保护提供了理论依据和新策略。
