使用GWAS人口和转录组数据探索玉米粒中粉含量平衡机制
Bowen Luo1,2,3, Haiying Zhang2,3, Zheng Han2,3
1State Key Laboratory of Crop Gene Exploration and Utilization in Southwest China, Chengdu, 611130, Sichuan, China.
概括
玉米的含量会对粉和核重量产生负面影响,高含量会导致较小的粉颗粒和改变基因表达. 操纵脂质代谢提供了一个新的策略来平衡和谷物产量.
科学领域:
- 农业科学 农业科学
- 植物生理学 植物生理学
- 遗传学 是一个遗传学.
背景情况:
- 了解 (P) 和碳水化合物代谢之间的相互作用对于优化作物产量至关重要.
- 玉米的谷物质量受营养含量和粉积累的影响.
研究的目的:
- 调查玉米中含量,粉含量和100核重量 (HKW) 之间的关系.
- 探索所观察到的相关性背后的分子机制,包括基因表达和代谢途径.
主要方法:
- 多年多地试验307种玉米杂交品种.
- 对P含量,粉含量和HKW的分析.
- 对粉颗粒进行显微镜检查.
- 基因表达分析 (ZmPHOs,AGPase) 和通路丰富分析.
- 全基因组关联研究 (GWAS).
主要成果:
- 在P含量和粉含量/HKW之间存在显著的负相关性;在粉含量和HKW之间存在正相关性.
- 高P低粉 (HPLS) 谷物与低P高粉 (LPHS) 谷物相比,粉颗粒较小,不规则.
- HPLS线路显示ZmPHOs基因表达减少,核酸糖,脂肪酸和ABC输送通路的丰富变化.
- GWAS确定了514个相关基因,其中Zm00001d052392与P含量/HKW相关.
结论:
- 玉米粒中的高P含量与粉积累和核重量减少有关,这可能是由于加快的脂质分解和不足的碳来源.
- 不同的基因表达,特别是在脂质代谢中,在这种表型中起作用.
- 准脂质代谢途径为改善玉米产平衡提供了一种新的方法.
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