玉米抗亚洲玉米螟性状的全基因组关联分析

玉米品种F2∶3群体主要农艺性状的遗传分析作者：师亚琴徐淑兔孟庆立杨少伟张宇文来源：《安徽农学通报》2020年第11期摘要：采用机收玉米品种陕单650的亲本KA105和KB024组配衍生的236个F2：3群体作为性状评价群体，分析了株高、穗位高、花期茎秆强度、成熟期茎秆强度、穗粗、行长、穗行数、行粒数等与产量和倒伏密切相关的8个性状的变异及其相关性。

结果表明：花期茎秆强度、株高和成熟期茎秆强度的变异最大;12对性状的相关性达到极显著水平，2对达到显著水平。

8个性状的频数分布均呈正态分布，表现为数量性状遗传特点，是一个较为理想的作图群体。

F2∶3群体可用于进一步QTL定位及相关基础研究。

关键词：玉米;F2∶3群体;主要性状;遗传分析中图分类号 S513 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）11-0026-04玉米子粒机械收获是转变玉米生产方式，降低生产成本，提高生产效率的重要举措。

适宜机收的玉米品种应满足早熟、籽粒脱水快、高产、耐密植、抗倒伏的要求。

玉米穗粒重与穗部性状存在相关性，明确玉米穗部性状的遗传规律，是实现高产目标的关键;此外，倒伏也是影响玉米产量的重要因素。

对机收玉米品种，倒伏不仅影响产量，也对收获过程造成一定的障碍，同时降低收获质量。

因此，对机收玉米品种进行抗倒伏相关性状和穗部性状的遗传变异研究具有重要的意义。

本研究采用机收玉米品种陕单650的亲本KA105和KB024组配衍生的236个F2∶3群体作为性状评价群体，通过分析8个与产量和倒伏相关农艺性状的表现及其分布特点，评价该群体的构建效果，以期为玉米群体后续研究、目标性状的间接选择、相关性状的QTL定位和分子标记辅助育种提供参考依据。

1 材料与方法1.1 试验材料以机收玉米品种陕单650的亲本KA105和KB024组配衍生的236个F2：3群体作为性状评价群体。

F2∶3群体材料由西北农科技大学农学院提供。

1.2 試验设计 2019年4月，将F2：3群体种植于宝鸡市农业科学研究院刘家塬试验基地，单行随机播种，行长3m，行距60cm，株距18.5cm，不设重复。

玉米ba1基因
玉米中的bronze1（ba1）基因是一个关键的遗传因子，它对玉米籽粒的色素沉着起着决定性作用。

这个基因位于玉米的第二号染色体上，编码一个NAD(P)H依赖型的还原酶，这种酶参与类黄酮和花青素生物合成路径中的关键步骤。

在玉米的自然变异中，ba1基因存在多种等位形式，包括显性的Ba1和隐性的ba1。

显性形式的Ba1能够促进花青素的合成，导致玉米籽粒呈现紫色或蓝色。

而隐性形式的ba1则会导致花青素合成受阻，使得籽粒表现出红、黄或白色。

除了影响颜色外，ba1基因还与玉米籽粒的其他品质特性有关，比如抗氧化能力以及营养价值。

花青素是一类具有强抗氧化活性的化合物，因此ba1基因也间接影响了玉米的抗氧化水平。

在现代育种中，通过对ba1基因的研究和利用，可以培育出具有特定颜色和营养特性的玉米品种。

例如，一些富含花青素的玉米品种不仅外观吸引人，而且可能具有更高的健康益处。

此外，由于消费者对于食品多样性的需求不断增长，通过改变ba1基因的表达模式，可以创造出各种不同颜色的玉米产品，以满足市场需求。

值得注意的是，随着分子生物学技术的发展，基因编辑技术如
CRISPR/Cas9也被用于精确地修改玉米基因组中的ba1基因，以期培育出新的玉米品种，这些品种不仅具有良好的农艺性状，同时也具有改善的营养价值和加工特性。

软件分析了研究材料的群体结构。根据交叉验证错误率的谷值确定最优分群数。由聚类分析结果（图６）可知，Ｋ值为１时交叉验证错误率最低，可见３１份苹果资源间遗传结构不明显，说明不同来源的个体来源于同一祖先。基于已开发的苹果ＳＮＰ位点，利用ＭＥＧＡ５软件绘制３１份苹果种质的遗传关系聚类图，由图７可知，３１份苹果资源可划分出３个差异性分支，第一个分支由１７份苹果资源组成，其中９份育成品种，４份地方品种，２份品系，２份其他。第二个分支由８份苹果资源组成，其中２份育成品种，４份地方品种，１份品系，１份其他。第三个分支由６份苹果资源组成，其中４份育成品种，２份品系。说明种质间存在较大变异，具有丰富的遗传多样性。聚类结果表明黑龙江省苹果资源没有明显的区域特征。基于已开发的苹果ＳＮＰ位点，利用Ｅｉｇｅｎｓｏｆｔ软件，对３１个苹果种质进行主成分分析（ＰＣＡ），得到样品的聚类情况。由图８可知，３１份苹果种质聚为三维（ＰＣＡ１、ＰＣＡ２、ＰＣＡ３），进一步提示黑龙江苹果３１份种质分化为３个亚群，黑龙江省苹果资源品种之间存在遗传多样性。３　讨论与结论苹果是我国主要栽培果树树种之一，其面积和产量均居世界首位。目前，针对苹果开展遗传进化分析研究，主要集中在生理生化水平和表型鉴定等方面。ＳＬＡＦ－ｓｅｑ技术具有快速、低成本、高通量开发ＳＮＰ标记的优势［１６］，国内外研究者利用该技术已经在广金钱草、山西省地方梨、白皮松等作物上成功应用［１７－１９］，姜涛等运用ＳＬＡＦ－ｓｅｑ技术对３９份连翘种质资源进行了ＳＮＰ标记的开发和遗传多样性分析，共获得２６２２９７个多态性ＳＬＡＦ标签，开发了１８０９７４１个ＳＮＰ标记［２０］。陶红霞等运用ＳＬＡＦ标记，获得１２５４９７个多态性ＳＬＡＦ标签，构建了苹果遗传连锁图谱［２１］。李敏等通过ＳＬＡＦ－ｓｅｑ技术测序，获得了９９５２６个多态性ＳＬＡＦ标签，并开发了９４８８个高质量的ＳＮＰ标记［２２］。植物的生长环境对物种的种群结构和遗传分化会产生直接的影响，通过苹果样品的系统进化树发现，黑龙江苹果种质遗传多样性较为丰富，育成

周　玲，熊　威，胡俏强，等．基于温带和热带玉米群体全基因组选择和杂种优势候选位点的鉴定［Ｊ］．江苏农业科学，２０２１，４９（４）：１９－２６．ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０２１．０４．００４基于温带和热带玉米群体全基因组选择和杂种优势候选位点的鉴定周　玲１，熊　威１，胡俏强２，戴惠学２，赵　涵１（１．江苏省农业科学院／江苏省农业生物学重点实验室，江苏南京２１００１４；２．南京市蔬菜科学研究所，江苏南京２１００４２） 摘要：基于１８７份种质资源材料的全基因组重测序数据开发了１２０５８３个高质量ＳＮＰ变异位点，通过这些位点可以将具有不同遗传背景的１８７份玉米种质划分为两大类群，分别为包含１００份材料的温带亚群和包含８７份材料的热带亚群。

通过对温带和热带玉米群体选择信号的遗传分化分析，检测到３６６４个受到选择的位点。

选取１８７份材料中已报道能在温／热亚群形成杂种优势的１３５份代表性自交系，其中７５份来自温带玉米自交系，６０份为热带玉米系，基于两大杂种优势群进行杂种优势性状的全基因组关联分析（ＧＷＡＳ），结果鉴定出２４０７个杂种优势候选位点不均匀分布在玉米１０条染色体上。

整合选择信号检测和ＧＷＡＳ分析结果，共识别出１１５３个受到选择的杂种优势相关位点，其中，６１９个位点与２６个已报道的杂种优势相关ＱＴＬｓ一致。

功能注释发现与候选位点紧密连锁的３２４个候选基因大部分都具有功能，其中包含６１个重要的转录因子。

根据ＧＯ富集分析发现这些候选基因主要参与了很多对杂种优势形成有贡献的关键生化代谢途径，包括氮化合物代谢、叶酸代谢、糖酵解、发育过程的负调控及转录调控等重要生物学途径。

关键词：温热带玉米；全基因组选择；杂种优势；关联分析；候选位点 中图分类号：Ｓ５１３．０３２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００２－１３０２（２０２１）０４－００１９－０７收稿日期：２０２０－１２－０１基金项目：国家重点研发计划（编号：２０１７ＹＦＤ０１０２００５）；江苏省农业科技自主创新资金［编号：ＣＸ（２０）１００２］。

玉米抗病相关基因在玉米与玉米丝黑穗病菌、玉米黑粉病菌互作过程中的表达差异分析作者：邹晓威王娜刘芬夏蕾王艳丽洪泽源徐冲力郑岩来源：《江苏农业科学》2014年第11期摘要：提取玉米丝黑穗病与黑粉病发病叶片的RNA，反转录获得cDNA后，通过玉米抗病相关基因（登录号分别为：AI881638、AW424529、CF028241、CO526016、CK371597、BM379188、AI649523、CF349132、BM074921、BM349111）的序列设计引物，对玉米抗病相关基因进行RT-PCR扩增，分析目标基因的表达差异。

结果显示，抗病基因病程相关蛋白（BM379188）、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酸（AW424529）、无毒性蛋白（AI881638）、富含亮氨酸重复区域蛋白激酶（CF028241）在2种病害发生过程中均呈现上调表达，其他选取基因在侵染玉米叶片中均未检测到其表达，所选取的抗病相关基因在对照玉米叶片中均未检测到其表达。

关键词：玉米；玉米丝黑穗病菌；玉米黑粉病菌；抗病基因；互作机制；基因表达中图分类号：Q786；S435.131.4文献标志码：A文章编号：1002-1302（2014）11-0150-03玉米丝黑穗病（Sphacelothecareiliana）和玉米黑粉病（Ustilagomaydis）是2种经常发生的玉米真菌性病害，传统防治方法主要以种子包衣为主，但该方法会造成农民生产成本提高，并对环境产生不良影响，选育和推广抗病品种是控制玉米丝黑穗病与玉米黑粉病发生的有效措施[1]，因此有必要针对病原菌的侵染扩散机理对玉米抗病基因进行深入的研究。

玉米丝黑穗病及玉米黑粉病的病原菌都属于黑粉菌科，其亲缘关系较近，在同一寄主上前者是系统性病害，后者是局部性病害。

寄主植物在与病原菌互作的过程中，诱导表达的基因往往抑制或促进病原菌繁殖，这些基因的表达产物有直接攻击病原菌的病程相关蛋白，如病程相关蛋白、几丁质酶[2-4]；有参与调控的转录因子，如WRKY蛋白[5-6]；同时存在信号级联放大的蛋白激酶，如丝氨酸-苏氨酸蛋白激酶等[7-9]。

中国水稻科学(Chin J Rice Sci), 2024, 38(3): 266－276 266 DOI: 10.16819/j.1001-7216.2024.230904全基因组关联分析定位水稻分蘖角度QTL朱裕敬#桂金鑫#龚成云 罗新阳 石居斌 张海清*贺记外*(湖南农业大学农学院, 长沙 410128；*通信联系人，email:**********************;*****************.cn)QTL Mapping for Tiller Angle in Rice by Genome-wide Association AnalysisZHU Yujing#, GUI Jinxin#, GONG Chengyun, LUO Xinyang, SHI Jubin, ZHANG Haiqing*, HE Jiwai*(College of Agronomy, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; *Correspondingauthor,email:**********************;*****************.cn)Abstract:【Objective】Tiller angle is a critical agronomic trait influencing rice yield. Identifying rice tiller angle QTL (genes) and detecting their elite haplotypes can be beneficial for developing ideal rice varieties. 【Method】333 core germplasms from the rice 3K resources were utilized as research materials. These germplasms were cultivated in Yunyuan and Chunhua of Hunan Agricultural University in 2020 and 2022, respectively. Tiller angles of various germplasms were measured during the heading stage. Genome-wide association analysis was conducted using the MLM model of TASSEL 5.2, combined with the genotypes of the germplasms. 【Results】Six QTL for tiller angle were identified on rice chromosomes 2, 5, 6, 9, and 12, designated as qTA2, qTA5, qTA6.1, qTA6.2, qTA9, and qTA12, respectively. These QTL explained phenotypic variation ranging from 6.23% to 16.22%. Notably, qTA9 co-localized with the major QTL TAC1 for tiller angle, while the other five QTL were newly discovered. Candidate gene analysis was conducted for these five QTL. The candidate genes for qTA2 and qTA6.1 were identified as Os02g0817900 and Os06g0682800, respectively. Os02g0817900 encodes a rice cytochrome P450 family protein, while Os06g0682800 encodes a zinc finger domain protein.【Conclusion】This study successfully identified new QTL for tiller angle in rice and analyzed candidate genes, offering valuable insights for the cloning of tiller angle QTL (genes) and genetic improvement of tiller angle in rice.Key words: rice (Oryza sativa L.); tiller angle; QTL; candidate gene; haplotype摘 要：【目的】水稻分蘖角度是影响水稻产量的关键农艺性状，挖掘水稻分蘖角度QTL（基因）及其优势单倍型，有助于构建水稻理想株型。

热带作物学报2021, 42(5): 1237-1244 Chinese Journal of Tropical Crops收稿日期 2020-05-31；修回日期 2020-07-03基金项目 贵州师范学院博士项目（No. 2019BS004）。

作者简介 贾利强（1976—），男，博士，副教授，研究方向：植物分子生物学，E-mail ：*****************。

8个玉米ZmDOFs 基因对非生物胁迫响应的表达分析贾利强1，赵秋芳2，陈 曙21. 贵州师范学院生物科学学院，贵州贵阳 550018；2. 中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，广东湛江 524091摘 要：转录因子家族是由含有锌指结构的DOF 结构域组成，构成植物特有的转录因子家族之一，在植物的生长发育进程中诸如信号转导、形态建成、抵御环境胁迫等方面都发挥着重要的作用。

本研究利用定量PCR 技术，探测了8个ZmDOFs 基因在玉米6个不同组织的表达模式，结果表明，8个ZmDOFs 基因具有不同的组织特异性表达模式，4个主要在幼穗中表达，2个主要在雄花中表达，ZmDOF28主要在苞叶中表达，而ZmDOF38在多种组织中表达，表明在玉米进化的进程中8个ZmDOFs 基因表达模式的保守性和特异性。

盐胁迫和干旱胁迫时，分别有7个和6个ZmDOFs 基因受到明显的诱导，表明ZmDOFs 基因广泛参与玉米应答盐胁迫或干旱胁迫响应途径。

在铵态氮胁迫和硝态氮胁迫时，分别有7个和8个ZmDOFs 基因的表达受到了明显的改变，表明ZmDOFs 基因参与玉米应答氮胁迫响应途径，体现了在其历史进化进程中的表达模式和功能的保守性与独特性。

本研究为后续研究ZmDOFs 基因的功能提供了参考。

关键词：DOF 转录因子；进化树；组织表达；非生物胁迫 中图分类号：S513 文献标识码：AExpression Profiling of Eight ZmDOFs Genes Responding to Abiotic Stresses in MaizeJIA Liqiang 1, ZHAO Qiufang 2, CHEN Shu 21. School of Biological Sciences, Guizhou Normal College, Guiyang, Guizhou 550018, China;2. Institute of South Subtropical Crop Research, Chinese Academy of Tropical Agricultural Science, Zhanjiang, Guangdong 524091, ChinaAbstract: The DNA-binding one finger (DOF) transcription factor family is a major family of plant-specific transcrip-tion factors containing the DOF domain. These transcription factors are involved in a variety of functions of importance for different biological processes in plants. In the current study, an overview of 8 DOFs genes in maize is presented, including the gene structure, chromosome location, phylogeny, proten motif and expression pattern in responses to various abiotic stresses. Expression patterns indicated that the eight ZmDOFs had tissue specific expression patterns, indicating these genes are crucial in maize growth and development. Moreover, we examined the transcriptional levels of the eight ZmDOFs under salt and PEG6000 stress treatments, seven ZmDOFs and six ZmDOFs were up-regulated after salt and PEG6000 treatment, respectively. We also analyzed the eight ZmDOFs profilling under ammonium and nitrate stress treatment, seven and eight ZmDOFs significantly responded to these two stresses, indicating they are asso-ciated with nitrogen stresses responses. The results would provide a very useful reference for the cloning and functional analysis of the members of this gene family in maize and other species.Keywords: DOF transcription factor; phylogenetic tree; tissue expression; abiotic stress DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.05.006DOF 蛋白是含有保守的DOF 结构域的一类植物特有的转录因子。