南繁种业所在甘蔗叶夹角基因定位方面取得新进展

　　甘蔗（Saccharum spp.）是一种主要的糖料作物，其产量一直以来都受到人们的关注，株型是决定甘蔗群体产量的重要性状，合理提高甘蔗的种植密度是增加甘蔗产量的有效方法。甘蔗的叶夹角是塑造理想株型的重要农艺性状，在栽培种群体中存在丰富的自然变异，了解其分子机制和挖掘优良的基因有助于选育高产品种。

图1 甘蔗自然群体不同时期＋2、＋3、＋4叶叶夹角表型变异

　　为发掘控制叶夹角大小的基因，近日，南繁种业所生物育种研究室在 Frontiers in Plant Science 在线发表了题为 Identification of Genetic Loci for Sugarcane Leaf Angle at Different Developmental Stages by Genome-Wide Association Study 的研究论文。

　　该研究以中国甘蔗核心亲本及其衍生系组成的一个自然群体（216份材料）为研究对象，对其苗期＋2和＋3叶，伸长期和成熟期的＋2，＋3和＋4叶叶夹角进行测定分析，结合自然群体的基因型数据进行全基因组关联分析，共定位到显著关联位点288个，同时被这三个或两个时期检测得到的优异位点有12个。根据自然群体的LD衰退水平对关联SNP位点的候选基因进行搜索，共有5571个候选基因落在这288个位点内，其中1838个具有功能注释。这些候选基因预测主要与油菜素甾醇（Brassinosteroid LRR receptor kinase precursor）、生长素（Auxin response factor）、赤霉素（Gibberellin receptor）、叶绿体（Chloroplastic），生长素的合成和信号转导、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（Serine/threonine-protein kinase）和多种转录因子（Transcription factor）有关，直接或者间接调控叶夹角大小。 

图2 甘蔗自然群体结构及叶夹角GWAS分析

　　另外，通过扩增目的片段，获得了一个与 SNP 位点紧密连锁的 InDel 标记，可以预测特定阶段的甘蔗株型。研究结果可用于分子标记辅助育种（MAS），加快甘蔗理想株型选育进程，提高选育效率。

　　陈兴龙，黄郑晖，付丹文为该文的共同第一作者，齐永文研究员为通信作者。该研究得到广东省科学院建设国内一流研究机构专项资金项目、国家自然科学基金项目和广东省重点研发专项资助。

论文信息：

Chen X, Huang Z, Fu D, Zhang X, Feng X, Xie J, Wu B, Luo Y, Zhu M and Qi Y (2022) Identification of Genetic Loci for Sugarcane Leaf Angle at Different Developmental Stages by Genome-Wide Association Study. Front. Plant Sci. 13:841693. doi: 10.3389/fpls.2022.841693

（生物育种研究室/供稿）