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我科学家完成普通菜豆重要农艺性状全基因组关联分析

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  近日,中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用创新团队联合国内外6家科研单位对来自19个国家的683份普通菜豆资源的全基因组进行重测序,并在纬度跨度、光照时间长短差异明显的四地(黑龙江哈尔滨、河南南阳、贵州毕节和海南三亚)开展了3年的主要农艺性状的表型鉴定,明确了普通菜豆种质资源的遗传多样性和群体结构特点,为培育高产与抗病的普通菜豆提供了宝贵的遗传资源,引领了普通菜豆种质资源学和功能基因组学的发展。12月23日,相关研究成果以长文形式在线发表于《自然遗传学(Nature Genetics)》。

  据王述民研究员介绍,普通菜豆是全球种植范围最广、栽培面积最大、食用人群最多的食用豆类,具有高蛋白、中淀粉、低脂肪、营养元素丰富等特点,是人类十分重要的植物蛋白质来源。我国普通菜豆资源丰富,是世界普通菜豆主要出口国之一。由于我国对普通菜豆种质资源的遗传研究起步较晚,对现有种质资源研究不足,鉴定不够,导致这些宝贵资源的遗传本底不清、难以被育种家有效利用,在一定程度上限制了我国普通菜豆的育种和产业发展。

  研究人员在对6,500余份种质资源表型分析的基础上,筛选国内外683份普通菜豆种质资源核心样品开展了全基因组重测序,发掘480多万个SNP(单核苷酸多态性),构建出国际首张精细的普通菜豆单倍型图谱;采用全基因组关联分析系统鉴定出了505个与产量、花期、籽粒特性、抗病性等主要农艺性状紧密相关的遗传位点,为普通菜豆的基因发掘与遗传改良研究提供了海量的表型数据和基因型数据,促进了普通菜豆育种水平的跃升,推动了普通菜豆全基因组选择育种的发展。

  该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家食用豆产业技术体系和中国农科院科技创新工程等项目资助。(通讯员 卫斐)

  原文链接:https://www.nature.com/articles/s41588-019-0546-0

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