谷子（Setaria italica）是一种重要的C4模式作物，也是我国传统的粮饲兼用作物。因其抗旱耐瘠薄、营养丰富且保健功能突出，成为民众膳食结构改善和种植业结构调整的主体作物。然而，由于谷子种植密度高且株高较高，灌浆期极易倒伏，导致产量和质量严重下降。尽管目前已筛选到了一些矮化表型材料，但调控基因尚不清楚。鉴定并运用谷子株高调控基因，有助于降低谷子株高，减轻倒伏造成的产量损失。

近日中国农业科学院作物科学研究所基因组选择育种创新团队与特色农作物优异种质资源发掘与创新利用团队联合在The Crop Journal在线发表了题为“Integrated genomic and transcriptomic analysis reveals genes associated with plant height of foxtail millet”的研究论文。通过整合转录组和基因组并结合分子生物学等技术，挖掘到7个与谷子株高相关的关键候选基因，其中一个与赤霉素生物合成相关的GA20氧化酶基因（Seita.5G404900）是水稻绿色革命基因SD1的同源基因，与株高性状高度关联。

该研究以半矮秆不育系263A和高秆优良育成品种创29为材料，创制F2杂交群体。对这2个亲本3个拔节期的茎节组织进行了转录组测序分析（RNA-seq），并对40个株高最高的F2个体和40个株高最矮的F2个体进行了等量混合基因组DNA库重测序分析（BSA-seq）。通过整合转录组和基因组数据分析，挖掘到7个调控株高的关键候选基因。其中一个是与赤霉素生物合成相关的GA20氧化酶基因（Seita.5G404900），也是赫赫有名的水稻绿色革命基因SD1的同源基因。Seita.5G404900在第4外显子处有一个单碱基插入，导致263A上基因位点发生移码突变。酶切扩增序列多态分析（CAPS）和关联分析表明，Seita.5G404900的单碱基插入在两个种植环境完全不同的F2群体中均与矮化表型共分离，暗示Si5G404900与株高密切相关。该论文展示了一个综合应用组学方法快速识别重要农艺性状相关基因的实例，筛选出的株高调控候选基因将有助于阐明谷子株高的遗传基础，分子标记将为标记辅助矮秆谷子育种提供参考。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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