了解花生品质性状的遗传学：全基因组关联研究（GWAS）揭示了耐旱相关标记和候选基因

《Theoretical and Applied Genetics》：Understanding the genetics of quality traits in groundnut: GWAS highlights drought-responsive markers and candidate genes

花生 kernel质量性状受干旱胁迫调控，GWAS分析鉴定45个显著多态性标记（MTAs），14个SNP（PVE>10%）关联6个性状，候选基因包括RING指蛋白、蛋白激酶（油脂）、CASP-like蛋白、GLDR（蛋白质）、FAD2、MYB转录因子及AMMECR1家族（脂肪酸代谢）。

　　

摘要

主要结论

该研究发现了新的、对干旱具有响应性的标记以及潜在的候选基因，这些基因与干旱胁迫下的花生籽粒品质性状相关，是培育抗逆且营养丰富的花生品种的重要基因组资源。

摘要

在作物育种中，营养品质性状至关重要，尤其是随着气候变化对品质和产量的影响日益显著。半干旱地区干旱天气的增多要求我们了解干旱胁迫对花生籽粒中油脂、蛋白质和脂肪酸含量的影响，以及调控这些性状的分子机制。研究表明，在干旱胁迫下，MAGIC花生品系的油脂含量降低而蛋白质含量增加。MAGIC品系具有较高的遗传多样性，拥有13,937个多态性标记，相较于仅有800个多态性标记的RIL品系，其在复杂性状的遗传解析方面更具价值。通过使用BLINK和MLMM等多基因位点模型进行的全基因组关联研究（GWAS）发现，在除A06、B01、B02、B03、B04、B05和B06染色体外的所有染色体上，存在45个与油脂、蛋白质、油酸、棕榈酸和亚油酸含量相关的显著遗传位点（MTAs）。共有14个SNP与6个性状的相关性超过10%（PVE＞10%），7个SNP具有多效性，9个SNP在两种环境条件下均表现出显著相关性。在干旱胁迫下，与品质性状相关的潜在候选基因包括：与油脂含量相关的RING finger蛋白和蛋白激酶；与蛋白质含量相关的CASP样蛋白和香叶基香叶基二磷酸还原酶（GLDR）；以及与油酸和棕榈酸含量相关的脂肪酸去饱和酶2、MYB转录因子和AMMECR1家族基因，这些基因参与了多种生物合成和脂质代谢途径。本研究发现的遗传位点有望被开发成基因组辅助选择工具，以提升花生的营养品质和抗旱能力。