▼
基于单核苷酸多态性（SNP）标记的基因型检测技术在生物遗传改良等领域发挥着重要的作用。尽管玉米中已经开发了较多的分子标记和基因芯片，但是在玉米种质资源遗传多样性的有效评价、杂种优势类群划分、高效低成本地进行大量材料的基因分型等方面仍具有挑战性。
近日，中国农业科学院作物科学研究所在The Crop Journal在线发表了题为“Development of a MaizeGerm50K array and application to maize genetic studies and breeding”的研究论文，研究者利用1604个玉米自交系重测序数据选取具有代表性的SNP，并整合其他特异性标记，成功开发出一款能广泛检测玉米种质资源遗传多样性并适用于分子育种的SNP液相芯片MaizeGerm50K。
研究者利用实验室前期收集的遗传多样性丰富、涵盖不同育种阶段的1604份全球温带玉米种质资源重测序数据集，设计全基因组均匀分布、高质量的SNP标记，并结合已开发的玉米育种芯片中的高质量标记、与育种性状关联的功能标记、与玉米DNA分子指纹图谱构建相关的核心标记等，开发了一款标记来源广泛、检测质量高、标记具有特定功能的新型玉米液相芯片MaizeGerm50K。
MaizeGerm50K芯片标记在基因组均匀覆盖，其中59.1%的位点位于基因上。通过多个应用研究证明，MaizeGerm50K芯片在群体多样性分析、全基因组关联分析（GWAS）、基因组选择清除分析和基因组选择（GS）中均具有较好的效果。（1）基于344份中国地方品种和145份玉米自交系的群体结构分析发现，芯片的高质量位点很好地将自交系和地方品种区分开，并将玉米自交系划分为不同的杂种优势群，与重测序结果高度一致；（2）利用344份中国地方品种的MaizeGerm50K芯片基因型结果对株高、穗位高和花期性状进行GWAS分析，检测到169个显著关联位点。值得注意的是，在第8号染色体上的2个花期显著SNP分别位于花期基因ZCN8启动子和ZmRap2.7编码区上，说明MaizeGerm50K芯片能够直接定位到基因上，具有较高的精确度；此外还验证了花期候选基因ZmRBM24L1的功能，过表达该基因会导致花期延迟；（3）MaizeGerm50K芯片用于分析地方品种到玉米自交系改良过程基因组受选择情况，共鉴定到418个受选择基因组区段；（4）利用MaizeGerm50K芯片基因型对花期、株高和产量性状进行GS分析，同样表现出良好的表型预测能力。MaizeGerm50K芯片可以应用于各种玉米种质资源基因型鉴定，进行连锁图谱构建、群体多样性分析、GWAS和GS等研究中。该玉米芯片的研制将有助于提升育种效率，进一步提高我国玉米育种的自主创新能力。
作者和基金项目
中国农业科学院作物科学研究所博士后关红辉和已毕业硕士研究生陆雅萱为该文共同第一作者，黎裕研究员、王红武研究员、王天宇研究员和李春辉研究员为共同通信作者，该研究得到国家科技创新2030-重大项目（C.W,2022ZD0401703）、国家重点研发计划项目（2021YFD1200700）、国家自然科学基金项目（32372082）、国家现代农业产业技术体系建设专项（CARS-02-03）和中国农业科学院科技创新工程的资助。
为了能更有效地帮助广大的科研工作者获取相关信息，植物生物技术Pbj特建立微信群，Plant Biotechnology Journal投稿以及文献相关问题、公众号发布内容及公众号投稿问题都会集中在群内进行解答，同时鼓励在群内交流学术、碰撞思维。为了保证群内良好的讨论环境，请先添加小编微信，扫描二维码添加，之后我们会及时邀请您进群。小提示：添加小编微信时及进群后请务必备注学校或单位+姓名，PI在结尾注明，我们会邀请您进入PI群。
