玉米灌浆期茎秆抗推力的全基因组关联分析

【目的】通过基因型与表型数据关联分析,检测出与玉米茎秆抗推力相关的SNP位点,发掘出控制茎秆抗推力的候选基因。【方法】以292份玉米自交系组成的自然群体为材料,2015年和2016年在菏泽、枣庄、青州、胶州等地进行茎秆抗推力的测定,并且对株高、穗位高、雄穗长和雄穗柄长进行测定。另一方面,对材料进行取样并提取DNA,由美国先锋良种有限公司利用Maize SNP50基因芯片进行基因分型,该芯片包括55 126个单核苷酸多态性(SNP)标记,去除杂合率大于10%、缺失率大于20%和最小等位基因频率低于0.05的标记,剩余25 331个SNP,运用farm CPU结合基因型对茎秆抗推力表型数据进行全基因组关联分析,检测出与茎秆抗推力显著相关SNP位点,根据SNP所处的物理位置,对标记所在的区间进行定位,从而获得相对应的候选基因。运用SPSS statistics 20.0数据分析软件对株高、穗位高、雄穗长和雄穗柄长进行相关性分析,确定茎秆抗推力与4个性状的相关性。【结果】共检测出16个与茎秆抗推力显著相关的SNP(P0.0001),分别位于染色体框3.06、5.02、4.08、6.04、8.03和9.03。在多个环境中检测到的SNP位点位于相同的染色体框,例如,位于染色体框8.03中的PZE_108026930、SYN19532、PZE_108048987和PZE_108050769,在2015年枣庄和2016年枣庄分别被检测到。位于染色体框3.06的PZE_103111295和PZE_103125327,在2015年青州和2016年枣庄分别被检测到。共获得GRMZM2G504401、GRMZM2G062974、GRMZM2G053767、GRMZM2G348551和GRMZM2G024260 5个候选基因,分别编码几丁质酶A、b ZIP转录因子超家族的蛋白、核糖体40S亚基S4类蛋白X1、可溶性淀粉合成酶2-3、腺嘌呤核苷酸水解酶超家族蛋白。此外,发现茎秆抗推力与株高、穗位高、雄穗长和雄穗柄长有显著或极显著相关性,但是在各个环境中相关关系不稳定,环境可能具有一定的影响。【结论】GRMZM2G062974参与植物在逆境下的表达调控,响应多种非生物胁迫。GRMZM2G348551参与糖代谢途径,调控支链淀粉的合成,与细胞壁的形成有关。GRMZM2G504401在植物中表达受到生物或者非生物胁迫的诱导,从而发挥作用。倒伏会受到自身或多种胁迫的影响。     

不同马铃薯品种挥发性风味成分及代谢产物相关性分析

【目的】考察与马铃薯挥发性风味组分变化规律相关的代谢化合物,寻找潜在的挥发性风味组分代谢前体,为马铃薯风味品质改良提供参考。【方法】使用气相色谱仪质谱联用法（GC-MS）非靶向检测青薯9号、华颂7号、希森6号、后旗红、冀张薯12号、D545、D727七个品种（系）中,块茎代谢组和熟化后的挥发性风味组分。【结果】在7个马铃薯主要栽培品种中,品种间差异显著的挥发性风味化合物共22种,多数在冀张薯12号中含量较高,华颂7号中相对较低。利用检出化合物进行聚类分析,可将7个品种分为特征风味强弱不同的两组;组1中,品种华颂7号在空气炸制的熟化方式下香味更为浓郁;组2中,冀张薯12号马铃薯烘烤风味最为明显。对7个品种块茎进行非靶标代谢物测定,共检出69种代谢化合物,其中19种化合物在两个品种分组间差异显著。主要代谢产物和挥发性风味化合物间存在一定相关性,蛋氨酸、丙氨酸、苏氨基酸和蔗糖等与甲硫基丙醛和2-甲基呋喃显著正相关（P＜0.05）,脯氨酸、异丝氨酸等与反, 顺-2,6-壬二烯醛、反, 反-2,4-癸二烯醛显著负相关（P＜0.05）。【结论】挥发性风味化合物含量变化受品种因素影响;蛋氨酸、丙氨酸、苏氨基酸和蔗糖是最有可能影响马铃薯特征风味构成的代谢化合物;相关性分析结果可为寻找潜在代谢途径提供参考。