The Crop Journal │ 中国农业大学剖析玉米耐低锌胁迫遗传基础并挖掘相关候选基因

缺锌是作物中最普遍的微量营养素缺乏症。缺锌会造成作物减产，同时降低谷物中的锌含量，并因膳食缺锌而危害人体健康。因此，改善微量元素锌缺乏对作物和人类都非常重要。目前已鉴定到的植物锌营养胁迫响应相关的新基因较少，因此植物响应锌营养缺乏的信号转导及基因表达调控网络机制等方面的系统性信息还很有限。玉米是世界上产量最高的粮食作物，研究玉米耐低锌胁迫遗传机制并挖掘关键功能基因具有重要的理论和实际意义。

近日，中国农业大学于福同课题组在The Crop Journal在线发表了题为“Integrated linkage mapping and genome-wide association study to dissect the genetic basis of zinc deficiency tolerance in maize at seedling stage”的研究论文，结合连锁分析与全基因组关联分析初步剖析了玉米耐低锌胁迫的遗传基础并确定了相关候选基因，为玉米耐低锌胁迫分子育种提供理论依据。

连锁分析和全基因组关联分析两种方法各有利弊，将两种方法综合使用可以达到优势互补。该研究选取由210个品系组成的K22×CI7重组自交系群体以及由508个自交系组成的关联群体，对玉米进行耐受低锌胁迫相关表型的鉴定（图1），定位到了15个QTL以及61个与玉米耐低锌胁迫显著关联的SNP位点（图2）。在QTL定位区间以及显著SNP位点两侧各50 kb区域内所鉴定到的候选基因中，筛选出12个与锌缺乏耐受性相关的候选基因。其中，4个与激素信号通路相关的候选基因位于不同性状鉴定到的多个QTL区间内，包括参与生长素调控网络的ZmARF7以及参与乙烯信号通路的ZmETR5、ZmESR14和ZmEIN2。此外，还鉴定到3个负责锌离子转运的候选基因，包括通过关联分析定位到的ZmNAS3以及由连锁分析定位到的ZmVIT和ZmYSL11。作者在GWAS峰值信号上鉴定到4个在低锌胁迫条件下具有不同表达模式的候选基因，通过单倍型分析进一步挖掘了控制玉米耐低锌胁迫相关性状的有利等位基因。

作者和基金项目

中国农业大学徐健钦博士为该文第一作者，于福同副教授为通信作者。该研究得到国家重点研发计划项目（2016YFD0200405）的资助。中国农业大学于福同课题组主要从事作物微量元素胁迫的响应机制与应用等方面的研究工作。

转自：植物生物技术Pbj

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