不同种植密度下玉米籽粒容重全基因组关联分析

玉米(Zea mays)是我国主要粮饲作物,容重是评价玉米品质等级的指标.随着耐密植玉米品种的选育和推广逐渐增多,种植密度对玉米品质的影响受到育种者的关注.本研究以248份遗传多样性丰富的玉米自交系为关联群体,在多环境不同种植密度下对容重性状进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),利用分布于全基因组的83057个SNP标记,探究种植密度对容重性状影响,挖掘容重相关位点和控制容重的候选基因.结果发现种植密度对容重性状影响显著,'XF134'、'4676A'、'811A'、'吉4112'等自交系受密度影响较小可以保持较高的容重,适合在密植环境下种植.本研究共检测到14个显著SNP位点,分别位于1、3、4、5、6、7和10号染色体上,单个位点表型贡献率(phenotypic variance explained,PVE)为1.84％～30.91％.该群体的衰减距离为120 kb,在此范围搜索显著SNP位点上下游共发现72个候选基因,可归类到7类生物过程,8类细胞组成,6类分子功能.推测得到7个可能与籽粒容重相关的候选基因GRMZM2G079263、GRMZM2G079617、GRMZM2G403609、GRMZM2G180659、GRMZM2G160840、GRMZM2G104254、GRMZM2G057281,这些基因可能参与胚乳发育,光合作用以及抵抗逆境等影响容重品质的调节.本研究为后续进一步探究容重遗传原理和机制以及分子辅助选择育种提供了帮助.