大豆是重要的粮油作物,其脂肪酸含量和比例直接决定其营养品质。脂肪酸含量作为多基因控制的数量性状,易受环境因素影响。分子标记辅助选择育种是加速大豆脂肪酸遗传改良的有效手段。虽然国内外对大豆脂肪酸QTL的研究已取得一定进展,但大多数研究尚未精细定位到关键位点和重要候选基因。
近期,华南农业大学年海教授课题组完成的题为“Mapping and identification of QTLs for seed fatty acids in soybean (Glycine max L.)” 的研究在Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文),JIA) 2024年12期正式发表。
该研究对与大豆脂肪酸含量性状相关的QTL位点进行了鉴定,共定位到54个稳定的QTL,共享6个染色体bin区间。其中13号染色体上的bin区间(bin106-bin118和bin123-bin125)包含与油酸、亚油酸和亚麻酸相关的稳定QTL。结合亲本重测序、生物信息学和RNA测序数据,筛选到8个差异表达基因(DEGs)为候选基因。这些结果将有利于培育具有理想食用脂肪酸比例的大豆品种,并为挖掘大豆脂肪酸和含油量性状相关基因提供遗传信息基础。该研究利用在脂肪酸相关性状上具有显著表型差异的重组自交系群体(桂早1号×巴西13)的高密度遗传图谱,鉴定棕榈酸(PA)、硬脂酸(SA)、油酸(OA)、亚油酸(LA)、亚麻酸(LNA)和含油量(OC)的数量性状位点(QTL)。在遗传图谱连锁分析中共检测到54个QTL。在这些性状定位结果共享的6个染色体bin区间中,13号染色体上的bin区间(bin106-bin118和bin123-bin125)在多种环境下被检测为稳定的新QTL,与OA、LA和LNA相关。通过亲本重测序、生物信息学和RNA测序数据的联合分析,确定这6个共享区间内的8个与种子油脂和脂肪酸的代谢、合成、转运和储存相关的差异表达基因(DEGs)为候选基因(Glyma.04G104900、Glyma.09g191700、Glyma.13G149800、Glyma.13G154600、Glyma.13G171900、Glyma.17G047000、Glyma.17G053300、Glyma.17G100600 )。其中3个候选基因Glyma.04G104900,Glyma.17G047000和Glyma.17G053300存在外显子非同义单核苷酸变异或剪接,这些变异可能引起基因调控或翻译碱基的变化,有待进一步研究。华南农业大学年海教授和已毕业博士文珂(海南省农业科学院,助理研究员)为该文章的通讯作者,已毕业博士钟义旺(海南省农业科学院,助理研究员)和李新岗(华南农业大学农学院,博士后)为该文章第一作者。
该研究得到了广东省种子产业振兴计划(2022-NPY-00-007)、海南省种业实验室(B21HJ0901、B23C1000416)、广东省重点领域研发(2020B020220008)、国家大豆产业技术体系(CARS-04-PS09)、三亚市科技创新专项(2022KJCX11)等项目资助。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923002988Yiwang Zhong, Xingang Li, Shasha Wang, Sansan Li, Yuhong Zeng, Yanbo Cheng, Qibin Ma, Yanyan Wang, Yuanting Pang, Hai Nian, Ke Wen. 2024. Mapping and identification of QTLs for seed fatty acids in soybean (Glycine max L.). Journal of Integrative Agriculture, 23(12): 3966-3982.
年海教授(二排左四)、文珂博士(二排右二)钟义旺(二排左一)、李新岗(二排右一)
华南农业大学国家大豆改良中心广东分中心于2009年12月获批建设,是农业部国家种子工程项目中十二类农作物改良分中心之一,依托华南农业大学农学院,以大豆遗传育种课题组为基础,联合生理、病、虫、加工等多学科组建而成。本中心主要从事热带亚热带地区大豆种质资源的搜集、引进、鉴评、保存、交流和交换工作;开展大豆育种理论与方法的研究,为新品种选育提供技术保障和技术储备,以及相关的应用基础研究。现有研究人员(作物学科)8名,其中教授5名。近5年,培养研究生140多人,其中毕业硕士生50人、博士8人;目前在读博士和硕士研究生60多人,科研助理8人。近5年承担国家自然科学基金、国家重点研发专项、广东省科技计划项目、农业农村部大豆产业技术体系岗位专家项目等20多项。2006-2024年审定大豆新品种35个,其中22个为国家审定品种,获得农业部植物新品种权授权品种44项。主持获得广东省科学技术奖一等奖2项、第十二届大北农科技二等奖1项、广东省农业技术推广奖一等奖1项;获得神农中华农业科技一等奖1项、中国农科院杰出创新奖1项。主要研究作物耐酸铝、重金属、低磷土壤、品质的遗传和生理机制,在国内外杂志上发表论文50余篇。| 图文由华南农业大学年海教授课题组提供
Journal of Integrative Agriculture (《农业科学学报》(英文), JIA) 由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院与中国农学会主办,中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊,月刊。创刊于2002年,现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.6,位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。
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