基于全基因组关联的玉米籽粒油份相关基因的克隆与验证

人工选择的高油玉米既是食用油、动物饲料和生物燃料的重要来源，也是遗传学和基因组学研究的优良材料。本研究在玉米籽粒油份相关性状全基因组关联分析的基础上，选择5-8个与玉米籽粒油份相关性状显著关联的基因，通过候选基因关联分析挖掘与玉米籽粒油份相关的优良等位基因，进一步通过表达分析和遗传效应的再确认，开发相应的功能标记，并通过优良等位基因在两个高油玉米群体不同世代的等位基因频率变化来阐述这些优良等位基因在人工选择过程中提高玉米籽粒含油量的机制。这些研究将为复杂数量性状的剖析和高油玉米的分子育种提供理论和材料支持。

人工选择的高油玉米既是食用油、动物饲料和生物燃料的重要来源，也是遗传学和基因组学研究的优良材料。本项目在玉米籽粒油份相关性状全基因组关联分析和同源克隆的基础上，选择6个与玉米籽粒油份相关性状显著关联的基因（FAD2、ACP、LACS、WRI1a、COPⅡ、ZmGE2），通过候选基因关联分析挖掘了6个与玉米籽粒油份相关的优良等位基因，在此基础上开发了5个可用于玉米籽粒油份分子育种的功能标记。为进一步验证这些基因的遗传效应，结合本课题组已有的连锁群体，发现其中3个基因（FAD2、COPⅡ、ZmGE2）有QTL支持，并评估了这3个基因功能位点的遗传效用。同时，结合玉米授粉后15天发育籽粒的表达谱，发现4个基因（FAD2、LACS、WRI1a、ZmGE2）可能通过转录调控来影响油份相关性状的表型变异。最后，选择了长期人工选择的旅大红骨高油群体的3个世代对LACS、COPⅡ、GE2等3个基因进行优良等位基因频率的检测，发现这3基因功能位点的优良等位基因随着高油群体世代的增加而增加，进一步验证了这3个基因在玉米籽粒油份积累过程中的作用。这些结果共发表3篇SCI论文，其中1篇发表在Nature Genetics杂志上，两篇发表在TAG杂志上；申请了3个基因的发明专利；培养了1名博士和1名硕士研究生。