通过多环境全基因组关联研究（GWAS）方法，解析谷物苋菜（Amaranthus hypochondriacus）中钙、铁、镁和锌积累的遗传决定因素

《BMC Genomics》：Deciphering the genetic determinants of calcium, iron, magnesium and zinc accumulation in grain amaranth (Amaranthus hypochondriacus) through a multi environment GWAS approach

　　

摘要

微量营养素缺乏是一个全球性挑战，这凸显了开发富含矿物质的强化作物的必要性。谷物苋菜（Amaranthus hypochondriacus）是一种营养丰富的伪谷物，含有高水平的必需矿物质，但其矿物质积累的遗传基础仍不甚明了。我们在两种不同的环境中评估了192个不同品种的钙（Ca）、铁（Fe）、镁（Mg）和锌（Zn）含量，结果发现：钙的含量范围为90.5至249.7毫克/100克（相差1.8倍），铁的含量为6.8至35.7毫克/100克（相差5.2倍），镁的含量为182.2至471.7毫克/100克（相差2.6倍），锌的含量为2.6至9.2毫克/100克（相差3.6倍）。较高的广义遗传力（H2 ≥ 0.87）和显著的遗传进展表明这些性状受到强烈的遗传控制，为选育工作提供了广阔的空间。通过使用41,931个单核苷酸多态性（SNP）进行的全基因组关联研究，发现了368个显著关联，其中25个标记-性状关联（MTAs）在不同性状中具有环境稳定性。候选基因分析揭示了92个与矿物质稳态相关的基因，表达谱分析验证了这些关键基因的功能相关性。本研究为利用标记辅助育种方法培育富含矿物质的强化苋菜品种提供了全面的基因组框架。