Sun J., Li L., Yin X., Jiang F., Bi Y., Shaw R. K., Zhu J., Ijaz B., Wang G., Fan X. An integrated QTL-GWAS approach fine-maps a major locus (qMWS3-2) for stable resistance to maize white spot in tropical germplasm. BMC Plant Biology. 2026;26:579. DOI: 10.1186/s12870-026-08403-2.
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯКОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 4 · ПРИКЛАДНАЯ БОТАНИКА
НАУЧНЫЙ АНАЛИЗ · 2026
Мульти-омиксный анализ устойчивости кукурузы к белой пятнистости листьев
Интеграция GWAS, BSA-Seq и RNA-Seq для поиска генов-кандидатов и оценки гермоплазмы
Камышина Мария Антоновна · группа С06ББ-26/2
01 / АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Белая пятнистость лишает растение фотосинтеза и урожая
до 60%потери урожая у восприимчивых сортов
Поражённые листья преждевременно стареют. Сокращается фотосинтез и период налива зерна, поэтому болезнь угрожает не только внешнему виду растения, но и его продуктивности.
Устойчивость — количественный признак: её определяют многие локусы и условия среды. Это затрудняет отбор только по полевым симптомам и делает поиск молекулярных маркеров особенно важным.
Фото симптомов: Revista Cultivar · Источник данных: Tian et al., 2026
02 / О ПУБЛИКАЦИИ
Исследование связывает генетические сигналы с ответом растения на инфекцию
ПЕРВОИСТОЧНИК
Multi-Omics Analysis of White Leaf Spot in Maize Resistance: Integrated GWAS, BSA-Seq, and RNA-Seq Identifies Candidate Genes and Facilitates Germplasm Evaluation
Shanjun Tian и соавт. · Гуйчжоуская академия сельскохозяйственных наук, Китай
Agronomy, 2026, 16(18), статья 1804 · Открытый доступ, CC BY
DOI: 10.3390/agronomy16181804
GWASBSA-SeqRNA-Seq13 генов-кандидатов
03 / МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Разнообразие 141 линии позволило сопоставить болезнь с генотипом
141инбредная линия
Zea mays L.
Zea mays L.
Для каждой линии оценивали поражение белой пятнистостью и десять связанных физиологических и биохимических признаков. Такое фенотипирование связывает полевую устойчивость с состоянием фотосинтеза и защитных реакций.
Сравнение устойчивых и восприимчивых генотипов дополнили анализом сегрегирующих популяций и транскриптома после заражения. Это позволяет проверять находки несколькими независимыми типами данных.
04 / МЕТОДОЛОГИЯ
Три метода последовательно сужают поиск до 13 генов-кандидатов
01 · GWAS1 174
Значимых SNP для 11 признаков в панели из 141 линии. Ассоциации указывают на возможные геномные области устойчивости.
02 · BSA-Seq6 319
Сайтов и 79 предварительных генов-кандидатов в контрастных сегрегирующих популяциях.
03 · RNA-Seq13
Генов-кандидатов выделены после сопоставления картирования с ответом экспрессии на заражение.
Физиологическая проверка: SPAD — хлорофилл · Fm — флуоресценция · SSC — растворимые сахара · POD — пероксидаза
05 / ОЦЕНКА ГЕРМОПЛАЗМЫ
94 линии оказались иммунными или высокоустойчивыми
Полевой отбор в группе из 141 линии выявил доноров устойчивости для последующих селекционных программ. Остальные 47 линий здесь объединены без неподтверждённого деления на категории.
Иммунные · QB2229, NP53665
Высокоустойчивые · QB1923, Chang7-289
Остальные линии47
Иммунные образцы не проявляли симптомов в условиях высокого инфекционного фона; статус перспективного донора ещё требует проверки в разных средах.
06 / МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МЕХАНИЗМЫ
Устойчивые линии усиливают синтез защитных метаболитов
УСТОЙЧИВЫЕ ГЕНОТИПЫ
Фенилпропаноиды↓Флавоноиды · глутатион↓Защита от окислительного стресса
Транскриптомные данные показывают обогащение путей синтеза вторичных метаболитов и активизацию энергетического обмена, поддерживающего защитный ответ.
ВОСПРИИМЧИВЫЕ ГЕНОТИПЫ
Гормональная сигнализация↓MAPK-путь↓Изменение обмена аминокислот
Иное обогащение путей отражает различающийся ответ на инфекцию. Само по себе оно не доказывает, что сигнальные пути вызывают восприимчивость.
07 / ГЕНЫ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
Кандидатные гены и четыре индикатора ускоряют проверку устойчивости
ПРИМЕРЫ ИЗ 13 КАНДИДАТОВ
Zm00001eb093900Zm00001eb078490Их связь с устойчивостью поддержана интеграцией генетических и транскриптомных данных. Функции требуют экспериментального подтверждения.БЫСТРАЯ ОЦЕНКА РАСТЕНИЯ
SPADсодержание хлорофилла
Fmфлуоресценция хлорофилла
SSCрастворимые сахара
PODактивность пероксидазы
Предложенная система помогает предварительному отбору; её точность и переносимость на другие популяции ещё необходимо валидировать.
08 / ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Мульти-омиксный анализ прокладывает путь от локуса к селекции
01Картирование
GWAS и BSA-Seq локализовали генетические сигналы устойчивости.
02Приоритизация
RNA-Seq помог выделить 13 генов-кандидатов и защитные метаболические пути.
03Валидация
Полевые данные и SPAD, Fm, SSC, POD дают основу для проверки материала.
04Селекция
После функциональной проверки кандидаты могут стать основой маркеров для отбора.
Главный практический результат — выявление ценной гермоплазмы и проверяемых гипотез, а не готового нового гибрида.
09 / АНАЛОГИЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Другие подходы подтверждают сложную архитектуру устойчивости
Tang Y., Xie J., Wang H., Zhang X., Qiu H. Identification of quantitative trait loci for resistance to maize white spot. Euphytica. 2025;221(8):128. DOI: 10.1007/s10681-025-03580-x.
Kistner M. B., Galiano-Carneiro A. L., Kessel B., Presterl T., Miedaner T. Multi-parental QTL mapping of resistance to white spot of maize (Zea mays) in southern Brazil and relationship to QTLs of other foliar diseases. Plant Breeding. 2021;140(5):801–811. DOI: 10.1111/pbr.12964.
Вместе эти работы показывают: устойчивость наследуется количественно, а разные популяции и методы помогают находить дополняющие друг друга локусы.