2024年1月德克萨斯农工大学AlperAdak等人在New Phytologist期刊发布了题为“Deciphering temporal growth patterns imaize:integrative modeling of phenotype dynamics andunerlying genomic variations”的文章，该文章基于高通量表型分析和基因组学方法，揭示了玉米在不同环境下的生长模式及其遗传基础。
该研究通过高斯峰值模型和功能主成分分析(FPCA)对两个玉米群体(包含515个重组自交系的群体和包含1090个杂交种的群体)的归一化绿红差异指数(NGRDI)时间序列数据进行了建模分析。
关键方法
图像提取：使用无人机捕捉图像，并通过软件创建正射影像，提取NGRDI植被指数。
数量性状位点(QTL)分析：通过区间映射方法识别与归一化绿红差异指数值相关的自交系，并分析其加性效应(影响数量性状的多个微效基因的基因型值的累加)与GDDs(是指在实际环境条件下，完成某一生育阶段所经历的累积有效积温值)的关系。
高斯峰模型和FPCA均能有效捕捉归一化绿红差异指数的时间变化(如钟形曲线),且与BLUP(最优无偏预测)值高度一致。其中重组自交系相关系数为0.94，杂交种相关系数为0.97。
研究识别出多个与NGRDI值相关的QTLs，分别位于染色体1、2和8上，这些基因在植物生长发育中具有重要作用。brd1(Chr1):调控油菜素内酯通路，影响株高可塑性;pin11(Chr2):参与生长素运输，调控株高和生长速率。zcn8/rap2(Chr8):调控开花时间和花发育，与GDDs累积显著相关。
这些QTLs在不同生长阶段表现出显著的加性效应，且与GDDs密切相关，揭示基因-环境互作对植物生长的动态调控。
本文通过高通量表型分析技术，研究了两个不同玉米种群的生长模式，确定了共同的定量性状位点。这些位点的加性效应与积温之间显著相关，对作物改良策略具有启示意义。
原文链接：doi:10.1111/nph.19575
