甘薯苗期耐低钾性状GWAS分析及候选基因筛选

　　

摘要： 甘薯是典型“喜钾”作物，挖掘甘薯耐低钾基因资源、揭示耐低钾机制是解决土壤缺钾和钾资源短缺问题的重要策略。本研究旨在通过全基因组关联分析(GWAS)筛选与甘薯耐低钾相关的候选基因，为甘薯耐低钾品种选育及钾高效利用基因挖掘利用提供参考。以213份甘薯品种(系)为材料，通过水培试验设置低钾胁迫(0.1 mmol L^–1 K⁺)和正常钾处理(10 mmol L^–1 K⁺)，收集生物量、钾含量、钾积累量、钾利用效率、相对生长率等指标进行GWAS。结果表明，生物量干重、生物量鲜重、相对生长率、地上部钾积累量、根系钾积累量、整株钾积累量等6个性状彼此显著或极显著相关。通过GWAS定位到与相对生长率、地上部钾含量、根系钾积累量、整株钾积累量和生物量干重5个性状显著关联的7个区段，共35个SNP位点，结合SNP核心位点和基因功能注释，预测出与甘薯耐低钾相关的候选基因7个。RT-qPCR验证发现，其中3个候选基因itf12g23740.t1、itf08g06140.t1、itf08g06320.t1分别编码阳离子/H⁺转运体15 (CHX15)、生长素受体F-box蛋白5 (AFB5)和春化不敏感3-LIKE 1 (VIL1)，在不同耐低钾品种中表达差异显著。综合本研究结果，在213份甘薯材料中共检测到与甘薯耐低钾性状相关的35个显著SNP位点，预测出7个候选基因，其中itf12g23740.t1、itf05g03220.t1、itf08g06140.t1是甘薯耐低钾性状的重要候选基因，具备进一步研究价值。