利用全基因组关联分析方法鉴定水稻（Oryza sativa L.）中胚轴长度的遗传位点

《Plant Molecular Biology Reporter》：Identification of Genetic Loci for Mesocotyl Length in Rice (Oryza sativa L.) using Genome-Wide Association Approach

　　

摘要

中胚轴长度的遗传基础及其相关基因位点对于提高直接播种水稻系统的幼苗出苗率和存活率至关重要。本研究采用全基因组关联分析（GWAS）方法，研究了192个水稻基因型群体中中胚轴长度的表型变异和遗传结构。该研究群体包括种质资源、先进育种系和已发布的品种，使用44 K SNP阵列进行基因分型，经过严格筛选后获得了19,613个高质量的多态性SNP。表型分析显示中胚轴长度存在连续变异，范围从2.48毫米到18.98毫米，广义遗传力较高（71.2%），表明该性状具有数量遗传特性。通过混合线性模型（MLM）的GWAS分析，确定了6个与中胚轴长度显著相关的数量性状位点（QTLs），主要分布在6号和9号染色体上。进一步使用mrMLM模型的多基因位点GWAS分析在2号染色体上检测到一个显著的定量性状核苷酸（QTN）（Affx-122689992），解释了5.96%的变异。在显著SNP±100 kb范围内的候选基因分析发现了4个关键基因：KAO（Os06g0110000）、D3（Os06g0154200）、AMY2A（Os06g0713800）和OsSAUR11（Os02g0643800），这些基因在功能上与植物激素生物合成、信号转导和碳水化合物代谢相关。Affx-122689992位点的有利等位基因‘AA’与较长的中胚轴长度呈正相关，发现10个携带该等位基因的供体基因型可作为育种计划的潜在来源。这些鉴定出的基因位点和候选基因有助于深入了解中胚轴长度的分子调控机制，并提供了有用的基因组标记，可用于培育在直接播种条件下出苗率和适应性更强的水稻品种。