Genetic dissection of ear‐related trait divergence between maize and teosinte

生物 数量性状位点 驯化 遗传建筑学 遗传学 特质 人口 基因 进化生物学 遗传变异 表型 表达数量性状基因座 候选基因 基因型 单核苷酸多态性 计算机科学 程序设计语言 人口学 社会学
作者
Shenshen Wu,Shouxin Zhang,Zhengfu Fang,Zichao Li,Ning Yang,Fang� Yang
出处
期刊:Plant Journal [Wiley]
标识
DOI:10.1111/tpj.17202
摘要

Maize has undergone remarkable domestication and shows striking differences in architecture and ear morphology compared to its wild progenitor, called teosinte. However, our understanding of the genetic mechanisms underlying the ear morphology differences between teosinte and cultivated maize is still limited. In this study, we explored the genetic basis of ear-related traits at both early and mature stages by analyzing a population derived from a cross between Mo17 and a teosinte line, mexicana. We identified 31 quantitative trait loci (QTLs) associated with four IM-related and four ear-related traits, with 27 QTLs subjected to selection during the domestication process. Several key genes related to ear development were found under selection, including KN1 and RA1. Analysis of gene expression in the IM of developing ears from the population revealed the prominent roles of cis-variants in gene regulation. We also identified a large number of trans-eQTLs responsible for gene expression variation, and enrichment analysis on a trans-eQTL hotspot revealed the possible involvement of the sulfur metabolic pathway in controlling ear traits. Integrating the expression and phenotypic mapping data, we pinpointed several candidate genes potentially influencing ear development. Our findings advance the understanding of the genetic basis driving ear trait variation during maize domestication.
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