近日，自治区农业科学院生物育种实验室作物分子育种创新团队联合中国科学院遗传与发育生物学研究所在《Frontiers in Plant Science》（IF=5.9，JCR Q1）在线发表了题为“Genome-wide association study and genomic prediction of root system architecture in a diverse field-grown maize panel”的研究论文。该研究在多个田间环境下对玉米成熟期根系结构的遗传基础与基因组预测策略进行了探索。
本研究以包含 368 份自交系的玉米多样性关联群体为试验材料，利用 600K 高密度 SNP 芯片进行基因分型，并在多环境下测定了夹角、分支数、一层气根数、二层气根数、剩余气根数等 9 个根系结构性状。采用 BLINK 与 3VmrMLM 双模型进行全基因组关联分析，鉴定出 66 个显著 SNP（BLINK）、242 个主效 QTN 和 210 个 QTN×环境互作位点（3VmrMLM），并进行全基因组预测分析。研究发现，玉米 9 号染色体上的稳定关联位点 AX-90556586与冠根数、次生根数及支持根层数显著关联，其候选基因 GRMZM2G027958 编码一个与 BRI1/SOBIR1 类似的富含亮氨酸重复的受体类激酶，推测其通过激素信号调控根系发育。
本研究初步揭示了玉米成熟期根系结构的遗传基础与环境响应机制，为玉米根系定向分子育种提供了候选资源和参考，对抗旱、抗倒、养分高效玉米新品种的培育具有一定借鉴意义。
中国科学院遗传与发育生物学研究所张怀仁和新疆维吾尔自治区农业科学院生物育种实验室刘志刚为该论文共同第一作者，自治区农业科学院生物育种实验室蔡大润为共同通讯作者。该研究得到了新疆农业科学院青年科技骨干创新能力培养项目、新疆维吾尔自治区重大科技专项的资助。
