一种结合QTL（数量性状基因座）和GWAS（全基因组关联研究）的方法精细定位了一个与热带玉米种质中抗白斑病能力相关的重要基因位点（qMWS3–2）

《BMC Plant Biology》：An integrated QTL-GWAS approach fine-maps a major locus (qMWS3???2) for stable resistance to maize white spot in tropical germplasm

本研究利用Suwan种质资源中抗白斑病亲本D39培育的RIL亚种群，结合QTL定位和GWAS分析，鉴定出染色体3上的主要抗性QTL（qMWS3-2），关联两个SNP位点，并识别出编码MAPK激酶（Zm00001eb155730）和硫代谢相关基因（Zm00001eb155910）。D39通过特异性抑制MAPK基因表达及独特的硫代谢基因表达模式，展现出显著抗性，为培育抗白斑病玉米新品种提供理论依据。

　　

摘要

背景

玉米白斑病（MWS）是一种极具破坏性的叶部疾病，近年来已成为全球玉米生产的主要威胁。因此，鉴定新的抗MWS基因至关重要。本研究使用了来自具有MWS抗性的Suwan种质的两个重组自交系（RIL）亚群。

结果

通过整合数量性状位点（QTL）定位和全基因组关联研究（GWAS）策略，成功鉴定了与抗性相关的基因位点。分析结果一致表明，在3号染色体上存在一个主要的抗性区域，其中主要QTL位点qMWS3-2在三种环境和BLUP值中均被持续鉴定出来，能够解释高达10.81%的表型变异，并且与两个显著的单核苷酸多态性（SNPs）共定位。在该区域内，鉴定出了两个候选基因：Zm00001eb155730编码丝裂原活化蛋白激酶，Zm00001eb155910参与硫代谢。单倍型分析显示，这两个基因的有利单倍型都与显著增强的MWS抗性相关，并且仅存在于来自高抗性亲本D39的亚群中。表达分析进一步揭示了D39的独特防御机制：该亲本强烈抑制了候选基因Zm00001eb155730的表达，而该基因在高度易感的亲本中则显著上调。至于与防御相关的基因Zm00001eb155910，其表达模式与易感亲本Ye107和亲本YML32的表达模式不同。

结论

本研究鉴定出的候选基因和有利单倍型为玉米的分子育种提供了宝贵的资源，将有助于培育高抗性MWS品种。