大麦主要农艺性状的全基因组关联分析

摘要

本研究以240份大麦品种(系)为材料，利用大麦40K SNP芯片进行基因型分析，并通过一年两点对8个农艺性状进行鉴定，基于混合线性模型(mixed linear model, MLM)进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS)。结果表明，8个主要农艺性状均呈现正态分布。使用Admixture软件对240份大麦品种(系)质控后的基因型进行群体结构分析，240份材料大致分为10个亚群。GWAS共检测到118个分别与株高、穗长、芒长、有效分蘖数、总分蘖数、穗粒数、穗粒重和千粒重显著相关的SNP位点，分布在1H、2H、3H、4H、5H、6H和7H染色体上，其中有6个SNP位点可同时控制两个农艺性状，2个SNP位点可同时控制3个农艺性状。确定了24个与SNP位点对应的QTL,其中控制株高的QTL有2个，穗长QTL有1个，芒长QTL有2个，有效分蘖数QTL有2个，总分蘖数QTL有1个，穗粒数QTL有4个，穗粒重QTL有10个，千粒重QTL有8个。在黄羊和永昌环境点中，稳定的QTL有1个，株高、穗长、有效分蘖数和总分蘖数只在一个环境点存在QTL位点，其余4个农艺性状分布在两个环境点不同的QTL位点中。根据关联分析结果，以显著位点上下游150 kb范围作为置信区间，在1H、2H、3H、4H、5H和6H染色体上共寻找到32个基因，基于前人研究和Blast基因注释共筛选到2个最有可能与大麦的生长发育等方面相关的候选基因。

关键词

大麦 / 农艺性状 / 全基因组关联分析 / SNP标记 / QTL