Forage sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) is a wildly cultivated C4 cereal crop in many geographical regions and differs among germplasms in a number of important physiological traits. Lignin is a complex heteropolymer found in plant cell walls that adversely affects economic and environmental benefits of the crop. To understand the genetic basis, we re-sequenced the genomes of 206 sorghum accessions collected around the globe and identified 14,570,430 SNPs and 1,967,033 indels. Based on the SNP markers, we characterized the population structure and identified loci underlying lignin content by genome-wide association studies (GWAS). Analysis of the genetic relationships among the accessions revealed a more diverse spread of sorghum accessions and breeding lines from Asia, America, and their genetically improved variety, but a limited genetic diversity in the European accessions. These findings add new perspectives to the historical processes of crop diffusion within and across agroclimatic zones of America, Asia, and Europe. GWAS revealed 9 quantitative trait loci (QTLs) for lignin content, harboring 184 genes. These genes were significantly enriched into 7 major gene ontology (GO) terms involved in plant-type cell wall organization or bioenergy. The alleles of 9 QTLs in the 206 accessions were geographically distributed. The findings provide us with an understanding of the origin and spread of haplotypes linked to lignin content. The findings will allow improvements to feed quality and adaptation to stresses in sorghum, through the rapid increase of genetic gains for lignin content.

饲草高粱（高粱）（L.）Moench）是在许多地理区域中野生种植的C4谷物作物，并且在种质之间在许多重要的生理特征上有所不同。木质素是在植物细胞壁中发现的一种复杂的杂聚物，会对作物的经济和环境效益产生不利影响。为了了解遗传基础，我们对全球范围内收集的206个高粱品种的基因组进行了重新测序，并鉴定出14,570,430个SNP和1,967,033个indel。基于SNP标记，我们通过全基因组关联研究（GWAS）表征了种群结构并确定了木质素含量的潜在基因座。对这些种质之间的遗传关系进行分析后发现，来自亚洲，美国的高粱种质和育种品种的分布更加多样化，其遗传改良品种 但是欧洲种质的遗传多样性有限。这些发现为美国，亚洲和欧洲的农业气候区内外的农作物扩散的历史过程提供了新的观点。GWAS揭示了9个木质素含量的定量性状基因座（QTL），其中包含184个基因。这些基因被显着丰富到涉及植物型细胞壁组织或生物能源的7个主要基因本体论（GO）术语中。206个种质中9个QTL的等位基因在地理上分布。这些发现使我们对与木质素含量有关的单倍型的起源和传播有了了解。通过迅速增加木质素含量的遗传增益，这些发现将有助于改善饲料质量并适应高粱的压力。这些发现为美国，亚洲和欧洲的农业气候区之内和之间的农作物扩散的历史过程提供了新的观点。GWAS揭示了9个木质素含量的定量性状基因座（QTL），其中包含184个基因。这些基因被显着丰富到涉及植物型细胞壁组织或生物能源的7个主要基因本体论（GO）术语中。206个种质中9个QTL的等位基因在地理上分布。这些发现使我们对与木质素含量有关的单倍型的起源和传播有了了解。通过迅速增加木质素含量的遗传增益，这些发现将有助于提高饲料质量并适应高粱的压力。这些发现为美国，亚洲和欧洲的农业气候区之内和之间的农作物扩散的历史过程提供了新的观点。GWAS揭示了9个木质素含量的定量性状基因座（QTL），其中包含184个基因。这些基因被显着丰富到涉及植物型细胞壁组织或生物能源的7个主要基因本体论（GO）术语中。206个种质中9个QTL的等位基因在地理上分布。这些发现使我们对与木质素含量有关的单倍型的起源和传播有了了解。通过迅速增加木质素含量的遗传增益，这些发现将有助于改善饲料质量并适应高粱的压力。含有184个基因。这些基因被显着丰富到涉及植物型细胞壁组织或生物能源的7个主要基因本体论（GO）术语中。在206个种质中9个QTL的等位基因在地理上分布。这些发现使我们对与木质素含量有关的单倍型的起源和传播有了了解。通过迅速增加木质素含量的遗传增益，这些发现将有助于改善饲料质量并适应高粱的压力。含有184个基因。这些基因被显着丰富到涉及植物型细胞壁组织或生物能源的7个主要基因本体论（GO）术语中。在206个种质中9个QTL的等位基因在地理上分布。这些发现使我们对与木质素含量有关的单倍型的起源和传播有了了解。通过迅速增加木质素含量的遗传增益，这些发现将有助于提高饲料质量并适应高粱的压力。