水稻GWAS及高密度花序性状相关的多种性状QTL簇的研究

  研究背景

  在亚洲水稻是一种数以亿计的人类食用的粮食作物，对于想要提高产量的育种家来说，优良的稻穗大小和结构是最大的挑战。穗数和分蘖数是驯化现在育种工作中最复杂的，然而与野生的祖先相比，可以确定的是现在的水稻穗部结构有了微小的变化。分生组织转变在幼穗发育过程是受时空调节的，影响了稻米的数量和位置，以及籽粒灌浆速率与种子品质。现代栽培水稻仍然是和野生稻一样的圆锥花序。

  一些和水稻花序形成相关的基因已经被克隆，其中一些是重要的农艺性状。例如，OsLG1被当做是一个控制花序从开放到闭合的驯化基因。尽管一些研究比较了候选基因与水稻参考基因组之间的变异或一些紧密的关系，但是圆锥花序结构的细节并未通过在大田中多样性品种的种植而解释清楚。对包括花序的数量及长度的全基因组关联分析表明，这种变异存在于不同的水稻亚群之间，但是低分辨率的穗部表型可能是阻碍准确评估穗部性状遗传结构的因素。

  材料方法

  植物材料: 242个热带水稻种质

  RIL：IR64x Azucena

  研究结果

  1、 群体结构和聚类分析

  主成分分析结果表明，群体可以明显聚类为粳稻、籼稻两个亚群。

  2、 新的表型表明了水稻穗部性状的关系

  3、 亚群的结构和开花期在全基因组关联分析中的效应

  不同亚群连锁不平衡衰减的统计。

  对移栽的水稻抽穗期全基因组关联分析。

  4、 全基因组关联分析和穗部性状变异相关的位点

  5、 评估穗部性状的多效性

  6、 穗部性状和农艺性状之间的关系

  7、双亲的定位及候选基因分析

  结论亮点：

  1、 用开花期（花序）作为一个协变量，进行全基因组关联分析，在不同亚群中检测到相关联位点。

  2、 分析得到的10个候选基因中，一半和已经定位的QTL区间重叠。

  3、 第一次用高密度基因型区分大田种植水稻花序的表型。

  4、 建立了一个水稻花序驯化的梯度模型，揭示了花序的复杂性，并证实了花序大小与产量之间的关系。

  参考文献:

Genome-wide association and high-resolution phenotyping link Oryza sativa panicle traits to numeroustrait-specific QTL clusters[J].Nat Commun. 2016 Feb 4;7:10527.IF=11.329