高粱株高与糖度性状的QTL定位及候选基因预测研究

为解决高粱(Sorghum bicolor)株高与糖度(Brix)性状的遗传机制问题，研究人员通过构建重组自交系(RIL)群体和高密度遗传连锁图(1129.97 cM/2101个bin标记)，在6个环境中鉴定出8个显著QTL位点(分布于1/5/6/7/8号染色体)，预测到涉及色氨酸代谢(Sobic.007G163200.1)、ABC转运蛋白途径的株高候选基因，以及光合碳固定相关的糖度调控基因，为高粱分子育种提供重要靶点。

　　

这项研究揭示了高粱——这一重要饲用及能源作物——其株高与糖度(Brix content)性状的遗传奥秘。科研团队精心构建了包含250个株系的重组自交系群体(RIL)，采用高通量基因组测序技术绘制出覆盖1129.97厘摩(cM)的高密度遗传图谱，包含2101个bin标记。

在2014-2020年间，研究团队于辽宁试验基地开展了多环境表型鉴定，系统分析了株高与糖度的最优遗传模型。通过数量性状位点(QTL)定位技术，在1、5、6、7和8号染色体上锁定了8个显著关联位点。特别值得注意的是，两个株高相关QTL和一个糖度相关QTL在至少两个不同环境中表现稳定。

深入挖掘这些关键QTL的置信区间，研究人员发现了多个极具价值的候选基因：

• 调控株高的Sobic.007G163200.1基因，参与色氨酸(tryptophan)代谢途径

• 两个与ABC转运蛋白(ABC transporter)通路相关的株高调控基因

• 三个参与光合生物碳固定(carbon fixation in photosynthetic organisms)的糖度相关基因

这些发现不仅解析了高粱重要农艺性状的分子基础，更为分子设计育种提供了精准的遗传靶点。特别是鉴定到的代谢通路相关基因，为理解植物株高发育和糖分积累的调控网络开辟了新视角。