Jienan Han, Ran Li, Ze Zhang, Shiyuan Liu, Qianqian Liu, Zhennan Xu, Zhiqiang Zhou, Xin Lu, Xiaochuan Shangguan, Tingfang Zhou, Jianfeng Weng, Zhuanfang Hao, Degui Zhang, Hongjun Yong, Jingyu Xu, Mingshun Li, Xinhai Li
淀粉是籽粒的主要贮藏物质,对玉米(Zea mays L.)的产量和品质至关重要。为满足未来粮食生产需求,了解玉米籽粒淀粉含量(SC)自然变异的遗传基础对于玉米育种意义重大。通过全基因组关联分析(GWAS),基于2年籽粒SC表型值分别发现84个和96个显著关联位点,关联区间包含185个候选基因。其中,ZmMYB71编码MYB转录因子,与淀粉合成基因共表达频数表现最高。本研究表明ZmMYB71是定位于细胞核的转录抑制因子,突变体籽粒SC增加幅度大于2.32%,但直链淀粉含量或百粒重基本不受影响。相较于野生型,zmmyb71突变体Sh1、Sh2和GBSSI表达量分别提高了1.56倍、1.45倍和1.32倍,与RNA测序结果一致。进一步研究表明ZmMYB71可能通过GATATC和TTAGGG基序直接抑制淀粉合成基因的启动子活性。此外,我们发现ZmMYB71优异单体型Hap1在高淀粉BSSS和PB类群占比超过55%,而在低淀粉PA类群中仅为7.14%。比较不同育种阶段Hap1单体型出现频率,在1980~1990年和2000年自交系中分别占28.57%和27.94%,而2010年后显著增加至40.28%。本研究为玉米籽粒淀粉的自然变异提供了宝贵信息,同时我们认为ZmMYB71作为负调控因子有潜力应用于玉米籽粒SC遗传改良。