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【目的】通过对芝麻产量相关性状的全基因组关联分析,挖掘与产量性状关联的SNP位点及预测候选基因,为通过分子标记辅助选择育种等方式提高芝麻产量提供技术基础。【方法】以363份不同遗传背景和地理来源的芝麻种质资源构成的自然群体为研究对象,调查2年2点4环境下8个产量相关性状（单株产量、单株蒴数、蒴粒数、千粒重、株高、主茎果轴长、始蒴高度和表观收获指数）的表型值,借助覆盖全基因组的42 781个SNP标记,利用多位点SNP随机效应混合线性模型（multi-locus random-SNP-effect mixed linear model,mrMLM）对8个产量相关性状进行全基因组关联分析,检测与产量相关性状显著关联的SNP位点,并预测候选基因。【结果】在4个不同环境下,8个产量相关性状表现出广泛的表型变异,变异系数为6.51%—33.57%;相关性分析表明单株产量与单株蒴数、株高、主茎果轴长、表观收获指数呈极显著正相关;方差分析表明产量相关性状的基因型效应、环境效应、基因型与环境互作效应均达到了极显著水平。通过多位点全基因组关联分析共检测到210个与产量相关性状显著关联的SNP,在2018年南阳环境下检测到47个SNP,解释表型变异的1.63%—17.29%;在2019年南阳环境下检测到35个SNP,解释表型变异的1.94%—11.90%;在2018年平舆环境下检测到35个SNP,解释表型变异的2.15%—15.90%;在2019年平舆环境下检测到53个SNP,解释表型变异的1.25%—11.13%;在4个环境的综合BLUP条件下检测到75个SNP,解释表型变异的1.44%—13.58%。上述210个SNP涉及到175个位点,其中10个位点在3个及以上环境中被重复检测到。在这10个位点基因组区域内,共鉴定到214个候选基因,其中156个候选基因具有功能注释,主要涉及植物代谢、生物调控、生长发育等生物学过程。根据功能注释筛选出4个可能与芝麻产量相关的候选基因,其中SIN_1006338编码1-氨基环丙烷-1-羧酸合酶3（1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase 3-like）,参与乙烯的生物合成;SIN_1024330编码碱性螺旋-环-螺旋（basic helix-loop-helix）转录因子,负向调控植物细胞和器官的伸长;SIN_1014512编码吲哚-3-乙酸-酰胺合成酶GH3.6（indole-3-acetic acid-amido synthetase GH3.6）,参与调控茎和下胚轴细胞的伸长生长;SIN_1011473编码泛素受体蛋白DA1（protein DA1-like）,参与调节植物细胞增殖周期。【结论】通过多位点SNP随机效应混合线性模型的全基因组关联分析,检测到175个与产量相关性状显著关联的位点,筛选出4个可能与产量相关的重要候选基因。 相似文献
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LOC105167765基因属于KANADI(KAN)基因家族,与芝麻裂蒴性有关。从芝麻裂蒴品种豫芝11号和抗裂蒴品种郑芝InD01中分别克隆得到LOC105167765基因cDNA序列SiIND1,并进行序列生物信息学分析和原核表达分析。结果表明,豫芝11号SiIND1基因cDNA序列全长为1 320 bp,编码439个氨基酸,推测的蛋白质分子质量为50.0 ku,等电点7.53,编码SHAQKYF类MYB家族的转录因子,具有GARP保守结构域,属于KAN家族。郑芝InD01 SiIND1基因cDNA序列长度为1 246 bp,包括1个最大的开放阅读框900 bp,编码299个氨基酸,推测的蛋白质分子质量为32.9 ku,等电点8.37,GARP结构域发生缺失突变,翻译提前终止,可能导致基因功能丧失。将SiIND1连接到原核表达载体pET30a,并转化大肠杆菌BL21,通过IPTG诱导和SDS-PAGE电泳检测,表达的融合蛋白与预测蛋白大小相符合,进一步证实了抗裂蒴品种和裂蒴品种SiIND1基因的蛋白质表达存在差异,抗裂蒴材料SiIND1基因在翻译过程中发生提前终止。 相似文献
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芝麻是我国重要的优质油料作物,对芝麻籽粒品质性状进行数量性状位点(QTL)定位对定向培育高品质芝麻品种具有重要意义。以豫芝4号为母本、孟加拉小籽为父本,分别构建F2、F2:3、BC1和BC1F2群体,结合特异位点扩增片段(SLAF)标记和简单重复序列(SSR)标记构建F2和BC1遗传图谱,以F2:3、BC1和BC1F23个群体的表型数据为基础,进行脂肪、蛋白质、芝麻素、芝麻林素含量等4个品质性状的QTL作图分析。结果表明,在F2:3群体中共检测到16个QTL,解释表型变异的5.08%～27.12%,其中仅有1个主效QTL qOC＿10-1在2个环境中被重复检测到,分别解释表型变异的9.62%和27.12%。在BC1和BC1F2群体中共检测到35个QTL,其中3个... 相似文献
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