研究解析大豆冠层覆盖度的时序性调控遗传基础
近日，中国农业科学院作物科学研究所的大豆优异基因资源发掘与创新利用团队领衔的多方合作下，综合田间无人机表型平台和全基因组关联分析，揭示了大豆冠层覆盖度的时序性调控遗传基础。1月2日，相关研究成果在《植物学报（Journal of Integrative Plant Biology）》上正式发表。
据邱丽娟研究员介绍，植物在不同发育阶段和外界环境的双重影响下呈现动态的生长变化。由于传统人工表型鉴定效率较低，对复杂性状的遗传解析大多集中在某个固定时间点，制约了我们对优异种质资源的全面认识。近年来，搭载各种传感器的各种高通量表型平台日渐成熟，使时序性表型的获取成为可能。
本研究利用无人机表型平台对1303份大豆资源每20分钟采集一次照片，共完成全生育期代表性17个时间点的冠层覆盖度采集。通过四百余万SNPs的全基因组关联分析鉴定到冠层覆盖度关联位点35个。这些关联位点划分为生长早期关联位点，生长后期关联位点和全生育期关联位点三类，既包含了两个已知花期基因位点和10个已报道花期/株高QTLs，也存在与大豆密植密切相关的新关联位点，其中以先前研究忽视的生长早期居多。此外，通过时序性冠层覆盖度的主成分分析，量化了大豆的封垄速度这一新表型，并鉴定到快速封垄种质和关联位点。快速封垄可以减小除草耗费的人力物力，具有育种和生产应用价值。本研究表明，基于高通量表型平台的时序性表型数据，一方面提高了解析性状遗传基础时的准确性和统计学效力，另一方面通过增加的时空维度提供了新的性状。
图1. 大豆种质资源、田间无人机表型平台和时序性冠层覆盖度
图2. 全基因组关联分析揭示大豆时序性冠层覆盖度的动态调控
作科所博士后李德林、硕士研究生白东和博士研究生田宇为论文的共同第一作者。作科所的邱丽娟研究员、金秀良研究员、李英慧研究员和内布拉斯加大学林肯分校的James C. Schnable教授为共同通讯作者。本研究得到国家重点研发计划、中国农业科学院农业科技创新计划和海南崖州湾种子实验室等项目的资助。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jipb.13380
