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，南繁种业所生物育种研究室团队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。 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。

图2 甘蔗自然群体结构及叶夹角GWAS分析

　　该研究成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。相关研究成果发表在在 Frontiers in Plant Science ，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）