适应喜马拉雅北部地区多样化玉米自交系籽粒前体维生素A与维生素E积累的分子特征解析

《The Nucleus》：Molecular characterisation of the Northern Himalaya-adapted diverse inbreds for the accumulation of kernel provitamin-A and vitamin-E in maize

　　

摘要

营养不良影响着数十亿人，导致严峻的社会经济状况。开发生物强化玉米将提供一种经济高效且可持续的解决营养不良的方案。研究对一组24个适应北喜马拉雅的玉米自交系在四个不同地点进行了分析，考察其籽粒中视黄醇原A（proA）和维生素E（vitE）的变异性。此外，还对这些自交系的crtRB1和vte4基因进行了等位基因多样性分析，并结合SSR标记进行了研究。方差分析显示proA（0.93–9.46 ppm）、vitE（α-生育酚：6.50–17.81 ppm）和籽粒产量（1887–3325 kg/ha）存在显著差异。BAJIM-BIO-8具有crtRB1的有利等位基因，而BAJIM-08–26、BAJIM-BIO-6、LM-17、BAJIM-BIO-3和LM-16具有vte4的有利等位基因。PMI-PV1和PMI-PV2同时具有crtRB1和vte4的有利等位基因。与野生型基因型相比（proA：1.43 ppm，vitE：8.63 ppm），crtRB1和vte4有利基因型的平均proA和vitE分别高达9.35 ppm和15.27 ppm。利用均匀分布于整个基因组的150个SSR标记进行了分子特征分析，其中75个标记表现出多态性，产生了195个等位基因，并将基因型分为三个主要组。基于遗传不相合性，鉴定出潜在的高proA杂交组合（BAJIM-BIO-8 × PMI-PV1、BAJIM-BIO-8 × PMI-PV1和PMI-PV1 × PMI-PV2）和高vitE杂交组合（BAJIM-08–26 × LM-17、BAJIM-08–26 × PMI-PV1、BAJIM-08–26 × PMI-PV2、LM-17 × BAJIM-BIO-6、LM-17 × PMI-PV1、PMI-PV2 × BAJIM-BIO-6和PMI-PV1 × PMI-PV2）。PMI-PV1和PMI-PV2被证明是高产、多种营养素丰富的自交系，具有较高的proA和vitE含量。本研究产生的信息将有助于开发富含proA和vitE的玉米以缓解营养不良，从而支持联合国可持续发展议程中的可持续发展目标2（零饥饿）。