玉米干细胞壁结合羟基肉桂酸的全基因组关联分析gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

羟基肉桂酸对细胞壁的结构加固在防御害虫和病原体方面具有重要作用，但它也会干扰饲料的消化率和生物燃料的生产。阐明玉米茎羟基肉桂酸含量变异的遗传变异，可以简化利用标记辅助选择或基因组选择方法中最有利遗传变异的标记来加强细胞壁的育种。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

使用来自玉米多样性面板的282次近交系的子集进行基因组 - 宽的关联研究，以鉴定与干细胞壁羟基凝集含量相关的单核苷酸多态性（SNP）。鉴定了总共5,8和2个SNP与gydF4y2BapgydF4y2Ba-香豆酸，阿魏酸和总扩散浓度，分别在玉米髓。3、6、1和2个单核苷酸多态性与8 -相关gydF4y2BaOgydF4y2Ba-4差异，5-5个差异，8-5个差异和8-5个线性差异含量。该研究具有通过直接生物化学测定来完成的优点，而不是使用基于近红外光谱（NIRS）预测的估计。此外，发现了羟基凝集含量的新型基因组区域，例如箱1.06（FA），4.01（用于PCA和FA），5.04（FA），8.05（PCA）和10.03和3.06（用于dfat和一些二聚体）。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

与茎羟基肉桂酸含量显著相关的单个SNPs的影响很低，解释了总表型变异性的百分比很低(7 - 10%)。然而，我们发现玉米茎秆中与细胞壁结合羟基肉桂酸积累相关的新基因组区域，以及响应生物和非生物胁迫的细胞壁调制相关基因已经被提出作为这些数量性状位点(QTL)的候选基因。此外，我们不能排除与重要SNPs相关的未特征基因可能与二聚体形成和阿铁酰化有关，因为参与这些过程的基因的特征尚不明确。总体而言，考虑标记分布于整个基因组的基因组选择似乎比聚焦于与QTL相关的标记的标记辅助选择更合适。gydF4y2Ba

在农业土地使用和生产方面，玉米(gydF4y2Ba玉米gydF4y2Ba是世界上最重要的作物之一。除了玉米谷物作为食物、饲料或生产工业衍生品的原料的一般用途外，玉米秸秆还可以作为生产乙醇的有利可图的副产品，而整株玉米也可以用来生产用于喂养牲畜的青贮饲料。gydF4y2Ba

玉米茎组织的可及性、延伸性和消化率可能决定玉米茎的重要特性，如玉米对茎虫和茎病的抗性、饲料质量和降解性以及乙醇生产的适用性[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]．这些特性在很大程度上依赖于细胞壁的功能和结构，而这些功能和结构是由细胞壁单个组件的组成和组织所控制的[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]．玉米细胞壁主要由嵌入在半纤维素基质中的纤维素和木质素组成。在细胞壁组分中，与细胞壁结合的羟基肉桂酸在细胞壁结构加固中起关键作用。羟基肉桂酸来源于苯丙氨酸途径，来源于酪氨酸和苯丙氨酸。玉米茎中的羟基肉桂酸主要是阿魏酸酯(FA)和肉桂酸酯gydF4y2BapgydF4y2Ba-香豆酸(PCA)，这两者都有助于细胞壁硬化和强化[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]．PCA作为自由基转移剂，促进sinapyl醇的形成，木质素自由基被酯化到S木质素单元侧链的y位置[gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba4gydF4y2Ba]．另一方面，可以在酯化到阿拉伯氧基链的阿拉伯糖基残留物中的细胞壁内发现，此后通过醚键与木质素的G单位交联[gydF4y2Ba5gydF4y2Ba，gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]．此外，值得注意的是，FA通过过氧化物酶或漆酶介导的氧化偶联形成二聚体，并由此产生的diferulates (dfa)交联半纤维素链(7)。gydF4y2Ba

在抗虫方面的一些研究，集中在对比材料的细胞壁成分对茎螟的抗性差异的研究，表明细胞壁强化可能是一种本构抗性机制，以保护玉米植株免受茎螟的侵害[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba，gydF4y2Ba8gydF4y2Ba]．细胞壁羟基肉桂酸含量对茎螟虫抗性的影响已经被深入研究，在具有抗性的自交系中鉴定出更高浓度的羟基肉桂酸[gydF4y2Ba9gydF4y2Ba，gydF4y2Ba10.gydF4y2Ba]．饲料物种纤维包含300-800μg/ g干物质，代表反刍动物的最大能量来源。遗憾的是，少于50％的纤维含量实际地被动物消化和使用，主要是由于特定细胞壁组分的顽固作用。玉米细胞壁的消化率的可变性，通常大于50％，部分原因是木质素含量的可变性，也是对木质素组合物本身的差异和由阿魏酸酯和DFA介导的细胞壁交联［gydF4y2Ba11.gydF4y2Ba]．例如，Jung等人。（2011）观察到，用含有W23的饮食喂养的奶牛的干物质摄入量和牛奶产量更大gydF4y2Ba超临界流体gydF4y2Ba阿魏酸含量降低的玉米突变体，比用野生型W23的饲料喂养的奶牛的阿魏酸含量低。在同一研究中，W23细胞壁的体内消化率更大gydF4y2Ba超临界流体gydF4y2Ba［gydF4y2Ba12.gydF4y2Ba]．gydF4y2Ba

在乙醇生产中，玉米植物中可以转化为生物乙醇的两个关键部分是谷物(主要由淀粉组成)和碎片(茎和叶)，其中主要含有木质素和纤维素成分。从非谷物植物原料生产的乙醇被定义为纤维素或木质纤维素乙醇。玉米中的木质纤维素由33.1%的半纤维素、39.4%的纤维素和14.9%的木质素组成[gydF4y2Ba13.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba14.gydF4y2Ba]．碳水化合物降解为组成的糖单体(糖化)为酵母介导的乙醇生产所需的发酵提供底物。然而，最大的细胞壁成分纤维素并不特别容易被分解，它与半纤维素和木质素紧密相连。木质素与阿拉伯木聚糖的羟基肉桂酸交联使细胞壁对生物质降解具有高度的抗性[gydF4y2Ba15.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba]．gydF4y2Ba

总的来说，由于较高的羟基肉桂酸含量和木质素化而产生的机械抗性使玉米组织更难以抵抗昆虫的破坏，更不易被反刍动物消化，更不适合用于生物燃料生产[gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba19.gydF4y2Ba]．研究每一羟基肉桂酸组分的玉米功能遗传变异对识别相关遗传变异至关重要，这些遗传变异可能会被纳入筛选程序，培育多种用途的玉米品种。gydF4y2Ba

在整个基因组中已经检测到一些介导羟肉桂酸积累的玉米基因组区域[gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba21.gydF4y2Ba]．这些先前的研究大多涉及双亲本群体，通过分析这些群体和相对较少的标记，可用于检测大范围的感兴趣区域。全基因组关联研究(GWAS)使得高分辨率的QTL定位能够缩小基因组区域，从而搜索有助于性状变异的基因。该技术已被广泛用于识别与产量和农艺性状显著相关的玉米遗传变异[gydF4y2Ba22.gydF4y2Ba]、对生物及非生物压力的抵抗力[gydF4y2Ba23.gydF4y2Ba]、特定细胞壁成分，如木质素、纤维素、半纤维素、洗涤纤维，以及干物质的体外消化率[gydF4y2Ba24.gydF4y2Ba]．本研究首次采用高分辨率关联作图法检测与羟肉桂酸含量相关的qtl，并利用包含温带玉米大部分遗传变异的多样性面板进行了分析。此外，材料的表型基于湿化学测定，这比基于近红外光谱或傅里叶变换红外光谱预测的估计更精确。本研究的目的是在一个多样化的自交系面板中，确定能够对细胞壁羟基肉桂酸含量的遗传变异做出相关贡献的基因组区域，并提出这些区域的候选基因。gydF4y2Ba

270个自交系的一个子集的多样性小组评估细胞壁羟基肉桂酸。我们用液相色谱法测定了两种主要细胞壁羟基肉桂酸，gydF4y2BapgydF4y2Ba-香豆酸和阿魏酸，以及四种阿魏酸二聚体(DFA 5-5, DFA 8 -gydF4y2BaOgydF4y2Ba-4、DFA 8-5b和DFA 8 - 5l)。由于DFA 8 - 5l和8-5b是DFA 8-5的不同亚型，因此我们计算DFA 8-5为两种亚型的总和。计算了总二聚体(DFAT)、总单体(MONOTOT)和总羟基肉桂酸酯(FENTOT)的总和。gydF4y2Ba

平均数、方差分析和遗传力gydF4y2Ba

所有细胞壁结合的羟基凝集素碱基的近交系中检测到显着差异（参见附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.对于个体二聚体和DFAT（未示出的数据），观察到逐环型相互作用。每个特征估计高遗传性值（> 0.70）（表格gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

相关分析gydF4y2Ba

除DFA 8-5 l与PCA、DFA 8-5 l与FA的相关系数外，其他性状的相关系数(表型和基因型)均为显著正相关。PCA与总单体含量(MONOTOT)有较强的相关性(rgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba= rgydF4y2Ba_pgydF4y2Ba= 0.98)和总细胞壁酚酸含量(FENTOT) (rgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba= rgydF4y2Ba_pgydF4y2Ba= 0.98)。FA与二聚体之间以及不同二聚体之间的相关系数均较高且显著(r > 0.70)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.相关性强，表明MONOTOT和FENTOT主要由主成分分析浓度决定。因此，MONOTOT和FENTOT不再进一步讨论。gydF4y2Ba

关联分析gydF4y2Ba

在RMIP (Resample Model Inclusion Probability, Resample Model Inclusion Probability)值大于0.50时，标记被认为与性状显著相关。我们认为在显著SNP附近有一个+/−150kbp区域。当两个SNPs的置信区间重叠时，将它们分配给同一个QTL。结果表明，27个SNPs与细胞壁结合羟基肉桂酸相关，对应22个qtl, 5个SNPs与PCA相关，8个SNPs与FA相关，3个SNPs与DFA 8 -相关gydF4y2BaOgydF4y2Ba- 4,6个SNPs与DFA 5 - 5,1个SNPs与DFA 8 - 5,2个SNPs与DFA 8-5线性，2个SNPs与DFAT(表2gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba）.在这些联合中，参与羟基氨基含量的新型基因组区域在箱1.06（FA），4.01（PCA和FA），5.04（FA），8.05（PCA）和10.03和3.06（用于DFAT和一些二聚体）。次要频率等位基因几乎同样地贡献以增加PCA水平，而较小的频率等位基因通常增加了细胞壁限制的FA和DFA浓度。对于PCA浓度的PCA浓度，每种重要SNP的次要频率等位基因纯合的次生和主要频率等位基因之间的差异，从177〜321μg/ g dw为FA浓度，55至56μg/ g dw为dfat浓度。二聚体浓度的差异如下：DFA 8-15至17μg/ g dw-gydF4y2BaOgydF4y2Ba- 4,6 ~ 15 μg/g DW为5 - 5,12 μg/g DW为8 - 5,5 ~ 8 μg/g DW为8 - 5 lgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba）.每个显著SNP解释的变异百分比从7到10%不等。本研究发现的显著snp分布在1.05、1.06、1.07、1.11、3.04、3.06、4.01、5.04、5.04、8.05和10.03箱。gydF4y2Ba

候选基因的选择gydF4y2Ba

根据玉米B73参考基因组装配(version 4)，鉴定了与性状相关的包含或物理上显著接近SNPs (RMIP > 0.5)的基因。对显著SNPs周围+/−150kbp区域的分析，鉴定了111个基因，见表gydF4y2Ba4gydF4y2Ba．其中63个基因至今尚未被鉴定。gydF4y2Ba

遗传和相关性gydF4y2Ba

本研究观察到的高遗传率与以前的研究结果一致[gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba21.gydF4y2Ba]．我们的数据表明，在玉米茎髓羟基肉桂酸的遗传中，加性效应比加性×环境互作效应更重要，因此，使用这些性状作为选择标准，对选择的高响应将是预期的[gydF4y2Ba27.gydF4y2Ba]．基于细胞壁强化程度的提高与羟肉桂酸含量的增加之间已证实的相关性，这些性状可作为间接选择标准，用于提高更复杂的性状，如抗虫性或饲料消化率[gydF4y2Ba28.gydF4y2Ba]．gydF4y2Ba

性状之间的相关性也遵循了文献中报道的趋势[gydF4y2Ba29.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba]．FA，特定二聚体和DFAT显示共变异，同时PCA和任何其他羟基氨基氨酸化合物的共变化不相关：因此，检测到的大多数遗传变异性不会导致这些羟基凝固酶的常见代谢途径的基因的变化。gydF4y2Ba

QTL co-localizationgydF4y2Ba

显著的SNPs通常位于羟基肉桂酸(PCA, FA，总diferulates和二聚体)的QTL所在的容器中(详细如下)。然而，也发现了涉及羟基肉桂酸含量的新基因组区域，如1.06 (FA)， 4.01 (PCA和FA)， 5.04 (FA)， 8.05 (PCA)， 10.03和3.06 (DFAT和一些二聚体)。gydF4y2Ba

Barriére等人在同一性状的qtl支持区间内发现了与FA含量显著相关的SNPs [gydF4y2Ba29.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba31.gydF4y2Ba]，而与PCA含量相关的标记则包含在Santiago等检测到的PCA qtl中[gydF4y2Ba21.gydF4y2Ba， Barrière等[gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba29.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba31.gydF4y2Ba]，actial等。［gydF4y2Ba32.gydF4y2Ba]．类似地，DFAT的显著snp和单个二聚体与之前发表的这些性状的qtl共定位[gydF4y2Ba31.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba33.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba34.gydF4y2Ba]．值得注意的是，以前检测到的qtl大多是在低分辨率的双亲本群体中发现的。对于不同性状之间的相关系数，由于FA与个体二聚体和总二聚体之间的基因型相关系数较高，我们预计FA的qtl与个体二聚体和总二聚体之间将存在广泛的共定位。然而，我们只在bin 1.07的基因组区域发现了FA、DFA 8 -的qtlgydF4y2BaOgydF4y2Ba-4, DFA 8-5 l和DFA 5-5共定位。这可能是由高比例的未解释表型变异性、低频率的小等位基因、小的加性效应和/或低密度的标记等因素造成的。gydF4y2Ba

在相同地区，抗虫qtl [gydF4y2Ba23.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba35.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba36.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba37.gydF4y2Ba，动物降解性[gydF4y2Ba24.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba29.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba38.gydF4y2Ba]及燃料生产[gydF4y2Ba29.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba31.gydF4y2Ba已经报道了（参见aditional文件2），支持细胞壁结合的羟基凝集素的变化可能在这三个方面具有重要作用。标记辅助育种计划间接提高玉米抗虫抗病的抗性可以专注于基因组区域，其中发现了不同种群的羟基霉素的QTL，以及QTL增加对螟虫的抗性;特别是，如果没有发现生物燃料生产和/或动物消化率的相关影响，则没有如箱1.06和3.06。然而，缺乏显着的共同定位并不意味着链接和/或脂肪酸基因不存在于该区域中，因为本研究中的检测能力是不够揭示任何特征所涉及的基因组区域。因此，我们建议在具有高遗传多样性的群体中提出对群体中的细胞壁羟基凝集含量增加的基因组选择，以便更好地建立对抗螟虫，动物消化率和/或生物燃料的抗性的细胞壁强度增加的间接影响。生产。此外，还希望对其他细胞壁组分（例如木质素含量或组合物）的影响是期望对细胞壁强化产生影响的。gydF4y2Ba

候选基因gydF4y2Ba

与单分子醇和gydF4y2BapgydF4y2Ba-羟基肉桂酸的生物合成是已知的，并且它们都没有位于与羟基肉桂酸显著相关的SNPs的距离小于+/−0.15 Mbp的地方。尽管如此，对于过氧化物酶介导的FA残基氧化偶联二聚形成阿魏酸低聚物的基因所知甚少[gydF4y2Ba39.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba40gydF4y2Ba]．类似地，与阿拉伯木聚糖(AX)的阿铁酰化有关的基因也很少被描述;有一些假说认为PF02458家族中的辅酶a -酰基转移酶是阿魏酰化的良好候选基因，因为辅酶a -酰基转移酶基因的修饰改变了细胞壁中酯化阿魏酸酯和diferulates的水平，尽管它们的作用尚不确定[gydF4y2Ba41.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba42.gydF4y2Ba]．最近的研究表明，单个BAHD基因的抑制gydF4y2BaSetaria冬青gydF4y2Ba导致细胞壁阿魏酰化大幅而稳定地降低，并增加生物量消化率[gydF4y2Ba43.gydF4y2Ba]．然而，我们不能排除当前研究中提到的一些未特征的候选基因和假想蛋白质可能是参与二聚体的基因，特别是位于3.06和10.03箱中的基因，在这些箱中已经发现了二聚体的显著snp，但未发现FA的显著snp。而bin 1.07和1.11中含有显著的FA snp和二聚体含量的未特征候选基因可能与阿拉伯木聚糖的阿铁酰化有关。gydF4y2Ba

在与PCA显著相关的QTL置信区间发现的基因中，我们突出了其中三个:两个可能的4-香豆酸连接酶(Zm00001d031090, Zm00001d034486)和一个细胞壁激酶(Zm00001d039926)。4-香豆酸连接酶是一般苯基丙酸代谢的关键酶，催化4-香豆酸转化为4-香豆酰辅酶a，形成前体，作为细胞壁相关酚生物合成的结构成分[gydF4y2Ba44.gydF4y2Ba]．gydF4y2Ba

细胞壁激酶（Waks）是RLCKS（受体样细胞质激酶）超级家庭的成员，其是传感和控制细胞壁完整的主要候选者之一[gydF4y2Ba45.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba46.gydF4y2Ba]．一些Waks显示与细胞壁相互作用的碳水化合物结合活性，可能通过果胶结合与细胞壁结合相互作用，这似乎影响了依赖于WAK依赖的信号通路调节细胞膨胀并且还参与应力响应期间的信号传导和病原体感染抗性。虽然需要测试该基因的特定功能，所提出WAK基因作为PCA的QTL的最佳候选基因。gydF4y2Ba

还发现了在FA的四个QTLS的支撑间隔内掺入甘油脂代谢的基因：甘油-3-磷酸酰基转移酶1（ZM00001D034732），环氧化物水解酶（ZM00001D034740），单硫氨酸二氯基甘氨酸合酶2（ZM00007A00030071），一种甘油磷磷酯磷酸二酯酶（ZM00001D048970）和二甲酰基二酰基甘油合酶1（ZM00001D016731）。这些酶也可以参与Steryl糖苷的生物合成和酰化的斯蒂尔尔糖苷的生物合成[gydF4y2Ba47.gydF4y2Ba]．与延长的纤维细胞相比，酰化甾醇苷的增加与成熟的纤维细胞有关[gydF4y2Ba48.gydF4y2Ba]．总FA含量在细胞伸长时最高或增加，其后降低或减少[gydF4y2Ba48.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba49.gydF4y2Ba]，可能在伸长率和转向到成熟纤维中的膜维持（和二次细胞壁含量增加）的转变期间，可能反射膨胀细胞膜的组装[gydF4y2Ba48.gydF4y2Ba]．此外，对FA的QTL, DFA 8 -gydF4y2BaOgydF4y2Ba在bin 1.07中，我们提出了一个udp -葡萄糖4-epimerase 4 (UGE4)基因(Zm00001d032346)作为可能的候选基因。在拟南芥中，UGE4通过催化udp -葡萄糖和udp -半乳糖的相互转化，参与细胞碳水化合物的生物合成和生长。该酶参与引导udp - d -半乳糖进入细胞壁聚合物，这是木葡聚糖(XyG)和II型阿拉伯半乳糖(AGII)半乳糖基化所必需的[gydF4y2Ba50.gydF4y2Ba]．最后，我们提出了在BIN 5.04中编码QTL的QTL的QTL的QTL QTL的QTL QTL QTL的多糖尿（ZM001D034727）的基因。这些酶参与生理过程，例如在开发和应力响应期间改变不同细胞壁聚合物和细胞壁调制过程的修饰[gydF4y2Ba51.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba52.gydF4y2Ba]．关于DFAT，我们从QTL置信区间中筛选出5个最有可能的候选基因。我们强调了一个醛糖-1-邻位酶基因作为DFA 8-5 l和DFA 8-5在bin 1.11位点qtl的可能候选基因，因为醛糖-1-邻位酶的积累与细胞壁修饰、重排和硬化有关[gydF4y2Ba53.gydF4y2Ba]．对于bin 3.04位点的QTL，我们提出了一个编码Gibbellerin 2-氧化酶的基因(Zm00001d040737)，该基因可不可逆地催化生物活性Gibbellerin的失活，因为Wuddineh等人[gydF4y2Ba54.gydF4y2Ba表明以赤霉素生物合成为靶点可优化木质素化和生物量抗性。本研究还提出了编码内质网转运囊泡蛋白的QTL候选基因Zm00001d043052。细胞壁的动态结构是由多糖修饰控制的，植物细胞壁的果胶和非纤维素多糖成分在内质网(ER)-高尔基体内生成并出口到细胞表面[gydF4y2Ba55.gydF4y2Ba]．最后，我们提出了一个聚半乳糖酸酶基因作为bin 10.3 QTL的候选基因，因为它在生长和发育过程中通过不同聚合物的修饰和/或分解导致细胞壁松动[gydF4y2Ba56.gydF4y2Ba]．gydF4y2Ba

总的来说，新的和已知的基因组区域与玉米髓中细胞壁结合羟基肉桂酸的积累有关，并可能影响羟基肉桂酸在不同遗传背景下的含量。细胞壁调节相关基因被提出作为细胞壁结合羟基肉桂酸积累的候选基因。然而，我们不能排除其他一些与重要SNPs相关的非特征基因可能与二聚体的形成和阿铁酰化有关。gydF4y2Ba

单个SNP与羟基氨基酸含量显着相关的效果低，并且每个SNP都解释了总遗传变异性的低百分比。因此，增加羟基霉素含量的最合适的基于标志物的育种策略是基因组选择，因为在整个基因组中均匀分布的标记将更好地估计比与QTL相关的少数标记的繁殖值，以适度对遗传变异性的贡献。gydF4y2Ba

植物材料及实验设计gydF4y2Ba

世界公共育种部门的大多数多样性都在多样性小组中得到了体现，该小组由302个自交系组成，经评估[gydF4y2Ba57.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba58.gydF4y2Ba]．该多样性小组对270个自交系的子集进行了细胞壁羟基肉桂酸的评估(主要是由于种子萌发问题)。2010年和2011年在西班牙Pontevedra进行了田间试验，采用18 × 15 α-点阵试验设计，两个重复。样地特征和农艺实践如Samayoa等人所描述[gydF4y2Ba23.gydF4y2Ba]．根据西班牙适用的种子进口法，该植物材料从爱荷华州立大学中北部地区植物引种站获得。本研究中使用的自交系清单及其在北中部地区植物引种站(NCRPIS)的加入鉴定可作为Samayoa等人的附加文件获取。[gydF4y2Ba59.gydF4y2Ba]．gydF4y2Ba

生物化学决定gydF4y2Ba

在丝绸后30天收集来自每种绘图的五种植物的第二个间耳。样品在-20℃下冷冻。用0.75 mm筛网手动分离，冻干和研磨，冻干和研磨。将研磨髓样品保持在5℃直至生物化学分析。羟基琥珀酸盐量化按照Santiago等人的最近优化的协议进行。［gydF4y2Ba60.gydF4y2Ba]．通过与真实的5-5标准或公布的保留时间和紫外光谱的比较，确认了FA二聚体的身份[gydF4y2Ba61.gydF4y2Ba]．总分化物含量(DFAT)计算为以下三个鉴定和定量的DFA异构体的总和:DFA 8 -gydF4y2BaOgydF4y2Ba- 4, DFA 5-5 -和DFA 8-5。DFA 8-5浓度计算为8-5环(或苯并呋喃)-DFA与8-5非环(或开放)的和。其中MONOTOT表示所有单体(PCA和FA)之和，而FENTOT表示所有羟基肉桂酸(单体和二聚体)之和。gydF4y2Ba

统计分析gydF4y2Ba

先前具有衍生自Illumina玉米50k阵列的独特的SNP标记物和逐次序列化（GBS）策略（90,91）。合并两个结果数据集。省略了超过20％以上的数据和小于5％的缺少等位基因频率的SNP。杂合基因型被认为是缺失的数据。过滤后，保留了两种玉米基因组的246,477个SNP [gydF4y2Ba23.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba62.gydF4y2Ba，gydF4y2Ba63.gydF4y2Ba]．gydF4y2Ba

最佳线性无偏估计gydF4y2Ba

根据SAS程序(版本9.4)的混合模型程序(PROC mixed)分别对每个试验进行分析[gydF4y2Ba64.gydF4y2Ba]，并根据合并的2年分析数据计算每个自交系的最佳线性无偏估计量。以自交系为固定效应，以年、重复和重复内区段为随机效应。gydF4y2Ba

遗传和相关性gydF4y2Ba

heritibilities（ĥ.gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba)，以家庭平均为基础，估计每个特征，如前文所述[gydF4y2Ba65.gydF4y2Ba]．基因(gydF4y2BargydF4y2Ba_ggydF4y2Ba）和表型（gydF4y2BargydF4y2Ba_pgydF4y2Ba)性状间相关系数的计算采用REML估计，根据公布的SAS混合模型程序[gydF4y2Ba66.gydF4y2Ba]．gydF4y2Ba

关联分析gydF4y2Ba

Genome-宽的关联分析完成了流苏5 [gydF4y2Ba67.gydF4y2Ba]基于使用基因型表现型矩阵和亲属关系矩阵的混合线性模型[gydF4y2Ba26.gydF4y2Ba]作为一个协变量。在混合线性模型选项中，我们使用最优压缩水平和P3D估计方差分量。已确定的分抽样方法[gydF4y2Ba23.gydF4y2Ba]用于识别具有最稳健关联(RMIP)的snp。gydF4y2Ba

用于该GWAS的遗传亲属关系矩阵以前曾发表过[gydF4y2Ba26.gydF4y2Ba，并使用5000个snp子集(没有缺失基因型)进行估计，这些snp几乎均匀地分布在整个玉米基因组中。gydF4y2Ba

候选基因的选择gydF4y2Ba

此前使用相同遗传物质进行的研究[gydF4y2Ba23.gydF4y2Ba]和在显著SNP周围观察到的LD衰减，我们认为在每个显著SNP周围有一个+/−150 kbp置信区间。单核苷酸多态性之间相隔超过150kbp的LD是微不足道的(gydF4y2BargydF4y2Ba^2gydF4y2Ba < 0.1) in at least 90% of cases [62.gydF4y2Ba]．当两个SNPs的置信区间重叠时，将它们分配给一个QTL。在参考基因组组装版本2中，两个描述的围绕SNP的300 kbp区域的基因被定位在参考基因组版本4中，然后，基于MaizeGDB浏览器上的玉米B73参考基因组组装(版本4)，对这些基因划分的区域中包含的所有基因进行鉴定和特征描述[gydF4y2Ba25.gydF4y2Ba]．gydF4y2Ba

在当前研究期间使用和/或分析的数据集将在通信作者提出合理要求时提供。根据要求，NCRPIS将植物材料分发给科学界(https://.gydF4y2Ba

www.maizegdb.org/data_center/stock ? id = 3100329gydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

DFA盘中:gydF4y2Ba

盘中diferulic酸gydF4y2Ba

DFA 8-5：gydF4y2Ba

和(dfa8 - 5l + DFA8-5b)gydF4y2Ba

DFA 8 - 5 l:gydF4y2Ba

8-5线性二阿魏酸gydF4y2Ba

DFA 8-5B：gydF4y2Ba

8-5苯并呋喃二阿魏酸gydF4y2Ba

DFA 8-gydF4y2BaOgydF4y2Ba4:gydF4y2Ba

8-gydF4y2BaOgydF4y2Ba4 diferulic酸gydF4y2Ba

DFAT:gydF4y2Ba

DFA 5-5 + DFA 8 -gydF4y2BaOgydF4y2Ba-4 + DFA 8-5B + DFA 8-5 L）gydF4y2Ba

F A：gydF4y2Ba

阿魏酸gydF4y2Ba

FENTOT:gydF4y2Ba

总羟基凝固件（PCA + FA + DFAT）gydF4y2Ba

GWAS:gydF4y2Ba

全基因组关联gydF4y2Ba

LD:gydF4y2Ba

连锁不平衡gydF4y2Ba

MCB:gydF4y2Ba

地中海玉米螟gydF4y2Ba

MONOTOT:gydF4y2Ba

总单体（PCA + FA）gydF4y2Ba

主成分分析:gydF4y2Ba

pgydF4y2Ba香豆酸gydF4y2Ba

SNP:gydF4y2Ba

单核苷酸斗鱼脊髓灰质gydF4y2Ba

我们感谢Edanz集团(www,edanzediting,com/ac)编辑了这份手稿的草稿。我们感谢Ana Carballeda在实验室实验中的技术援助。gydF4y2Ba

这项研究已经在Vigo大学（西班牙）的“水校区（Citaca）的”Agri-Food Corport Center（Citaca）的框架内制定了，该研究是加利西亚政府的经济支持。它由“计划estatal de ciencia ytecnologíadeespaña”（项目RTI2018-096776-B-C21和FEDER计划下的欧洲联盟资金提供资金）资助），并由“Xunta de Galicia“（项目ED431F 2016/014）。答:Lopez-Malvar’s scholarship for the PhD fulfillment has been granted by University of Vigo and R. Santiago’s postdoctoral contract “Ramón y Cajal” has been financed by the Ministry of Economy and Competiveness (Spain), Vigo University, and the European Social Fund. The funding body played no role in study design, data analysis, and manuscript preparation.

从属关系gydF4y2Ba

1. 维戈大学Biología学部，Biología植物与Ciencias del Suelo学部，As Lagoas Marcosende, 36310，维戈，西班牙gydF4y2Ba

   A. López-Malvar, D. J. Figueroa-Garrido & R. SantiagogydF4y2Ba

2. Agrobiología Ambiental, Calidad de Suelos y Plantas (UVIGO)， Unidad Asociada a la MBG (CSIC)， Vigo，西班牙gydF4y2Ba

   A. López-Malvar, D. J. Figueroa-Garrido & R. SantiagogydF4y2Ba

3. Misión Biológica de Galicia (CSIC)， Pazo de Salcedo, Carballeira 8,36143，庞特韦德拉，西班牙gydF4y2Ba

   A.Butrón＆R.A.MalvargydF4y2Ba

4. 美国北卡罗来纳州立大学作物与土壤科学系，罗利，北卡罗来纳州，27695-7620gydF4y2Ba

   L. F. Samayoa.gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

AB、RAM、RS构思研究，参与设计，进行专项分析，协助数据分析;AL和LFS进行数据分析并撰写手稿;DJF协助实验室分析。所有作者阅读并批准了最终的手稿。gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba答:Lopez-MalvargydF4y2Ba．gydF4y2Ba

伦理批准和同意参与gydF4y2Ba

不适用于本研究。gydF4y2Ba

同意出版gydF4y2Ba

不适用于本研究。gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

提交人声明他们没有竞争利益。gydF4y2Ba

出版商的注意gydF4y2Ba

施普林格《自然》杂志对已出版的地图和机构附属机构的管辖权要求保持中立。gydF4y2Ba

开放访问gydF4y2Ba本文遵循知识共享署名4.0国际许可协议(gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/gydF4y2Ba)，它允许在任何媒体上无限制地使用、分发和复制，前提是你给予原作者和来源适当的荣誉，提供一个到知识共享许可协议的链接，并指出是否作出了更改。创作共用及公共领域专用豁免书(gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/gydF4y2Ba)适用于本条提供的数据，除非另有说明。gydF4y2Ba

再版和权限gydF4y2Ba