文献阅读|A Genome-Wide Association Study Reveals a Rich Genetic Architecture of Flour Color-Related Traits in Bread Wheat

链接：http://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2018.01136/full

全基因组关联研究揭示了面包小麦中面粉颜色相关性状的丰富遗传结构

摘要

本研究利用小麦90和660 K SNP阵列，以及10个已知相关基因的等位基因特异性标记，确定了166份面包小麦材料中面粉颜色相关性状的遗传基础,提出影响面粉颜色相关性状的候选基因。

背景

小麦是全世界重要的粮食作物，随着人们生活水平提高，对小麦品质提出更高要求。面制品颜色成为小麦品质评价的重要指标，已成为我国小麦育种的重要目标。面粉颜色相关性状包括亮度（L*）、红度（a*）、黄度（b*）和黄色素含量（YPC）。解析面粉颜色相关性状遗传基础是利用分子标记辅助选择进行小麦品质改良的重要前提。了解面粉颜色相关性状（L∗、a∗、b∗和YPC）的遗传基础是通过标记辅助选择（MAS）提高小麦品质的必要条件。  虽然前人对面粉颜色已进行了大量的QTL研究，但由于作图群体及分子标记局限性，大量面粉颜色性状基因未被发现。

科学问题

本研究解释了面粉颜色相关性状的遗传基础，为小麦品质遗传改良提供有效的分子标记。

科学发现

（1） 结果共检测到15、28、25和32个与L*、a*、b*和YPC显著关联的位点，单个位点可解释6.5-20.9%的表型变异。

（2）与前人研究相比，影响面粉颜色相关性状的关键基因Psy-A1、Psy-B1、Pinb-D1和1B•1R易位系被进一步确认，除此之外发现了4个新位点，2个a*和11个YPC关联位点比Psy1解释更多的表型变异。

（3）发现16个面粉颜色相关性状候选基因，主要涉及类胡萝卜素合成和降解途径、萜类化合物骨架合成途径和糖降解/糖异生途径。

 展望

本研究鉴定的面粉颜色相关性状的基因组区域为了解这些性状的遗传基础提供了新的见解，新的标记为MAS改良小麦品质提供了新的依据。此外，这些候选基因可能作为研究小麦面粉颜色相关性状的分子机制的重要靶点。本研究还证实了GWAS是一种验证已知复杂性状已知基因和识别新位点的有效方法。

然而，某些先前研究中报道过的基因，例如e-Lcy3A、Talcye-B1、TaPdsB1和Lox-B1在本研究中与面粉颜色相关性状没有显著相关。这可能是本研究中使用的种质资源面板的遗传背景所致。因此定位结果仅限于供试群体，所得到的结果无法有效推而广之至其他品种。作者及其团队将收集和分析更多具有更广泛遗传变异的材料进一步研究。