近日由來自康奈爾大學(xué)、美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)局（USDA-ARS）和北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員組成的一個科研小組通過全基因組關(guān)聯(lián)分析第一次在玉米基因組中鑒定了與玉米性狀相關(guān)的遺傳變異,。兩篇研究論文均在線發(fā)表在2011年1月9日的Nature Genetics雜志上,。
第一篇研究論文主要是由康奈爾大學(xué)和美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)局的研究人員領(lǐng)導(dǎo)完成。在這一研究中研究人員從玉米基因組中找到了160萬個遺傳位點,，并利用這些遺傳位點鑒定了與玉米莖葉夾角性狀相關(guān)的基因,。莖葉夾角是玉米株型性狀中最重要的性狀之一，莖葉夾角小的玉米品種通常種植密度高,，根莖營養(yǎng)物質(zhì)吸收力強,，植株葉面向上挺拔從而能夠獲得更多的陽光照射。自18世紀早期開始,，培育者就不斷地針對這一性狀選擇育種提高玉米產(chǎn)量,。
研究人員首先找到了影響玉米葉舌自然基因突變。進而他們又鑒定出了與莖葉夾角相關(guān)的基因變異,，研究結(jié)果表明玉米的莖葉夾角性狀是通過這些基因變異所產(chǎn)生的多個微小效應(yīng)累加所決定,。盡管目前培育的玉米品種在葉夾角上的差異最大可達80度，研究人員證實他們所發(fā)現(xiàn)的單基因最大的效應(yīng)也僅能達到1.5度,。
“盡管每個基因和變異都只產(chǎn)生微小效應(yīng),，我們卻能夠做出非常準確的預(yù)測，”論文的資深作者Ed Buckler說道,。
“全基因組關(guān)聯(lián)分析是一種基于基因測序和分析,，針對全基因組范圍內(nèi)的遺傳變異進行基因分型用于尋找某種基因與表型之間關(guān)系的方法，它是目前國際上公認的一種最先進研究方法，其對性狀預(yù)測準確度可達80%,。目前這種方法已被廣泛運用于對人類,、農(nóng)作物以及其他物種的研究中，”Buckler說道：“利用全基因組關(guān)聯(lián)分析方法可幫助研究人員培育出高密度種植,、高產(chǎn)量及抗病的玉米品種,。”
這一研究的資深作者。Ed Buckler是康奈爾大學(xué)基因組多樣性研究所的遺傳學(xué)家,、植物育種與遺傳學(xué)系副教授,。此外第一作者還包括Buckler實驗室的博士后研究人員田豐（音譯，F(xiàn)eng Tian）以及美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)局的計算機生物學(xué)家Peter Bradbury,。
而在同日發(fā)表的另一篇論文中,，美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)局和北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)同一研究小組利用相同的研究方法確定了玉米中與南方葉枯病相關(guān)的關(guān)鍵基因。這一研究獲得了美國國家科學(xué)基因會和美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)局的資金資助,。美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究服務(wù)局及北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員James Holland是本論文的資深作者,。（生物谷 Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
Nature Genetics, 2011; DOI: 10.1038/ng.746
Genome-wide association study of leaf architecture in the maize nested association mapping population
Feng Tian,Peter J Bradbury,Patrick J Brown,Hsiaoyi Hung,Qi Sun,Sherry Flint-Garcia,Torbert R Rocheford,Michael D McMullen,James B Holland& Edward S Buckler
US maize yield has increased eight-fold in the past 80 years, with half of the gain attributed to selection by breeders. During this time, changes in maize leaf angle and size have altered plant architecture, allowing more efficient light capture as planting density has increased. Through a genome-wide association study (GWAS) of the maize nested association mapping panel, we determined the genetic basis of important leaf architecture traits and identified some of the key genes. Overall, we demonstrate that the genetic architecture of the leaf traits is dominated by small effects, with little epistasis, environmental interaction or pleiotropy. In particular, GWAS results show that variations at the liguleless genes have contributed to more upright leaves. These results demonstrate that the use of GWAS with specially designed mapping populations is effective in uncovering the basis of key agronomic traits.
