基于全基因组关联分析鉴定玉米抗旱性相关SNPs及候选基因

《BMC Genomics》：Genome-wide association analysis of drought resistance and yield-related traits in maize inbred lines in Northwest China

　　

摘要

背景

干旱胁迫是全球玉米生产的主要限制因素，严重损害植物生长、生殖协调性和籽粒产量。为了应对这一挑战，我们旨在鉴定与玉米抗旱性相关的SNPs和候选基因，重点关注籽粒产量（GY）及其抗旱指数（DRI）。

结果

对202个玉米自交系在充分供水（WW）和干旱胁迫（DS）条件下两年的株高（PH）、抽雄-吐丝间隔（ASI）和GY进行了评估。利用42,410个单核苷酸多态性和考虑群体结构与亲缘关系的混合线性模型（MLM）进行了全基因组关联分析（GWAS）。干旱胁迫降低了PH和GY，并延长了ASI。共鉴定出158个非冗余显著SNPs，其中包括12个在多个数据集中重复检测到的位点。36个SNPs与DRI_GY相关，其中6个在2023年DS条件下也与GY显著相关。将有利等位基因谱与DRI整合显示，DRI值较高的玉米自交系通常携带更多有利等位基因。在携带DRI_GY有利等位基因的SNPs关联区间内共鉴定出142个候选基因，包括编码ZmCPK4的Zm00001d026018。在拟南芥中异源过表达ZmCPK4增强了抗旱性。

结论

本研究鉴定的SNPs和候选基因为功能验证、分子标记辅助选择以及培育抗旱高产玉米品种提供了基因组资源。