解析木薯（Manihot esculenta Crantz）采后延迟劣变相关候选基因组区域

收获后生理性劣变（PPD）是木薯生产与商业化过程中面临的一项重大挑战。这一多层面的生物学过程涉及一系列机制，包括酶促胁迫响应、基因表达改变、蛋白质合成、次生代谢产物积累，以及最终发生的程序性细胞死亡。这些变化使贮藏根失去食用价值和商品价值。因此，解析PPD的遗传结构，并探索相关基因在其早期和晚期阶段中的相互作用，对于作物生产至关重要。我们利用现代遗传资源，基于全基因组关联研究（GWAS），采用多种模型组合来解析PPD的遗传基础，这些模型包括BLINK（贝叶斯信息和连锁不平衡迭代嵌套关键路径法）、SUPER（渐进排他关系下的混合线性模型优化法）和MLMM（多位点混合模型）。表型数据集跨越五年，包含42个不同试验的评估数据，评价对象包括Embrapa（巴西农业研究公司）种质资源以及一个来源于基因组选择循环的衍生群体。我们使用了包含26,000个高质量SNP（单核苷酸多态性）的基因型数据集。 研究结果表明，在2号、5号和13号染色体上定位到4个显著遗传变异，这些变异共同解释了35.83%的表型变异。这些变异与若干基因相关，而这些基因与PPD早期和晚期症状激活的通路密切相关。这3个关键基因的鉴定为PPD的遗传结构提供了重要见解，并为分子育种奠定了坚实基础，支持鉴定具有更强PPD耐受性的木薯基因型；所鉴定的基因组区域还可纳入基因组选择模型，从而增强标记辅助选择（MAS），并改进面向长货架期和优良农艺性状高品质木薯品种的育种策略，服务于木薯研究与育种领域。

收获后生理性劣变（PPD）是木薯生产与商业化过程中面临的一项重大挑战。这一多因素生物学过程涉及一系列机制，包括酶促胁迫响应、基因表达改变、蛋白质合成、次生代谢物积累，以及最终发生的程序性细胞死亡。这些变化使贮藏根失去食用品质和商品价值。因此，阐明PPD的遗传结构，并探索相关基因在其早期和晚期阶段的相互作用，对于作物生产至关重要。我们利用现代遗传资源，基于全基因组关联研究（GWAS），采用包括BLINK（贝叶斯信息与连锁不平衡迭代嵌套关键通路）、SUPER（渐进排他关系下的混合线性模型优化）和MLMM（多位点混合模型）在内的多种模型组合，解析PPD的遗传基础。表型数据集跨越5年，包含来自42个不同试验的评价数据，对巴西农业研究公司（Embrapa）的种质资源以及一个源自基因组选择循环的衍生群体进行了评估。我们采用了包含26,000个高质量SNP（单核苷酸多态性）的基因型数据集。研究结果表明，在第2、5和13号染色体上定位到4个显著遗传变异，这些变异共同解释了35.83%的表型变异。这些变异与若干基因相关，而这些基因与PPD早期和晚期症状激活的通路密切相关。这3个关键基因的鉴定为揭示PPD的遗传结构提供了宝贵见解，并为分子育种奠定了坚实基础，支持筛选具有更强PPD耐受性的木薯基因型；所鉴定的基因组区域还可纳入基因组选择模型，从而增强标记辅助选择（MAS），并改进面向长货架期和高农艺品质木薯品种的育种策略，服务于木薯研究与育种群体。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.11.731395v1?rss=1

🏷️ 木薯 采后生理性劣变 全基因组关联分析 SNP标记 分子育种