谷子作为重要的杂粮作物,在未来的种植业结构调整中将发挥重要作用。然而,倒伏影响谷子的高产、稳产以及品质性状。针对这一现实问题,本研究利用谷子群体数据挖掘与谷子抗倒伏相关基因。结合全基因组关联分析和加权基因共表达网络分析挖掘谷子基部第3节间性状相关基因,同时筛选重要代谢通路基因,预测相关基因的重要功能。具体研究结果如下:1.谷子基部第3节间长度相关的候选基因为Si8g08160,此基因功能未知,但在玉米中的同源基因参与生长素调控。WGCNA和KEGG分析发现Si1g24750与该基因在同一网络中相连,发挥相似的生物学功能,Si1g24750编码木质素合成过程中的苯丙氨酸解氨酶。因此,推测Si8g08160可能参与作物生长过程中生长素调控以及木质素合成过程。2.谷子基部第3节间直径相关的候选基因为Si3g05200和Si3g05260,二者分别编码WOX和C2H2转录因子,结合转录因子功能发现,两基因可响应逆境胁迫。WGCNA和KEGG分析表明,Si3g05200与同一网络中参与类黄酮代谢的基因Si1g23790、Si2g21580、Si4g05270、Si4g05290、Si7g16940、Si7g25770、Si7g25780、Si9g24020、Si9g38590相连,发挥相似功能。因此,Si3g05200可能参与类黄酮代谢。同理,Si3g05260与同一网络中的基因Si9g28310相连,发挥相似功能,即参与苯丙氨酸代谢过程。3.谷子基部第3节间总木质素含量相关的候选基因为Si7g30880和Si7g30960,二者分别编码NAC和ZF-HD转录因子,结合转录因子功能可知,两基因参与响应谷子逆境胁迫。WGCNA和KEGG分析可知,Si1g06520、Si2g20540参与木质素单体的合成,编码肉桂醇脱氢酶。Si7g30880与Si1g06520、Si2g20540同属一个网络且相连,发挥相似功能,推测Si7g30880参与木质素合成过程。同理,Si7g30960与同一网络中的基因Si4g05330、Si8g18700相连,发挥相似功能,即参与木质素合成。4.谷子基部第3节间强度相关的候选基因为Si5g36050和Si2g22270,二者分别编码LEA蛋白和PPR蛋白,在逆境胁迫等过程中有一定的功能。WGCNA和KEGG分析表明,Si5g36050与同一网络中的基因Si6g18970相连,发挥相似功能,可能参与芳香族氨基酸或者分支酸的生物合成。Si2g22270与谷子基部第3节间直径相关的候选基因Si3g05200处于同一网络且相连,因此也发挥相似功能,参与类黄酮代谢过程。5.此外,本文对谷子基部第3节间其他方面的研究结果如下:（1）节间中木质素主要存在于小维管束、维管束鞘以及表皮细胞细胞壁中。（2）节间直径和强度在极显著水平（P＜0.001）上呈正相关关系,相关系数为0.65。（3）节间颜色与总木质素含量在显著水平（P＜0.05）上相关系数较低,因此,节间颜色可能受多种因素的复杂调控,具体调控机制有待进一步研究。本研究挖掘到谷子基部第3节间长度、直径、总木质素含量以及强度相关的重要基因,它们可能直接或者间接参与木质素生物合成。此外,这些基因可能响应谷子逆境胁迫,结合茎秆直径、木质素含量以及强度在作物抗倒伏过程中的重要功能,推测这些基因可能响应谷子基部第3节间抗倒伏过程。具体功能有待进一步研究确定。