中国农科院作科所与长江大学合作解析大豆百粒重与荚型遗传基础并构建基因组选择模型

以下文章来源于The Crop Journal ，作者编辑部

大豆是世界上最重要的粮油作物之一，其单株产量主要由百粒重、单株荚数和每荚粒数构成。在生理上，大豆荚为种子发育提供物理空间和养分来源，豆荚大小与籽粒大小高度正相关。目前，在SoyBase中记录了至少304个百粒重相关QTL，仅少数基因被证实参与了大豆种子大小的调控，其中包括ST1、GmST05、GmPP2C-1、GmCYP78A10等。相较而言，荚型（荚长、荚宽）调控的遗传调控机制并未得到充分研究，与百粒重之间的遗传关系也尚未阐明。

近日，中国农业科学院作物科学研究所邱丽娟研究员与长江大学王俊教授课题组合作在The Crop Journal在线发表了题为“Genetic dissection of and genomic selection for seed weight, pod length, and pod width in soybean”的研究论文。该研究以栽培大豆中豆41 × 野生大豆（ZYD02878）的重组近交系（RIL）群体为研究材料，基于多环境表型鉴定及遗传连锁图谱，利用多种遗传分析方法挖掘百粒重、荚长和荚宽相关QTL，并在此基础上构建了基因组选择（GS）模型。

研究者发现百粒重、荚长和荚宽之间呈显著正相关关系，其中百粒重和荚宽之间的相关性最高（图1）。通过ICIM、RTM-GWAS和3VmrMLM三种不同方法共发掘了219个QTL，其中24个QTL区间被两种及两种以上方法共同定位（图2）。通过条件GWAS分析及重叠QTL分析，发现6个可能存在一因多效的QTL位点。通过对不同方法重复定位区间及条件GWAS定位区间内的284个基因进行SNP变异分析、遗传分化指数分析、基因表达分析和功能注释分析，确定了包括ST1在内的11个可能与驯化相关的候选基因，为进一步解析百粒重和荚型的分子调控机制奠定坚实基础。同时，基于QTL定位区间内所包含分子标记，构建了百粒重、荚长和荚宽的GS模型，其中基于单性状QTL相关标记构建的GS模型预测精度最高，分别达到0.82、0.76和0.86。

作者和基金项目

长江大学硕士研究生陈伊洁、博士研究生熊亚俊，中国农业科学院作物科学研究所博士研究生洪慧龙为该文共同第一作者，中国农业科学院作物科学研究所邱丽娟研究员、长江大学王俊教授和宋健博士为共同通信作者。该研究得到国家自然科学基金项目（32072016）、云南省重点科技项目（202202AE090014）、中国农业科学院农业科技创新工程和湿地生态与农业利用教育部工程研究中心开放基金项目（201910）资助。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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