江苏徐州甘薯研究中心曹清河团队通过对甘薯种质资源的重测序揭示了与多个重要农艺性状关联的遗传位点

甘薯 [Ipomoea batatas (L.) Lam.] 是重要的粮食、饲料和能源作物，广泛种植于世界上100多个国家或地区，为全球的粮食安全和人口增长做出了重要的贡献。中国是甘薯生产大国，年产量超过全球的一半。除了较高的产量之外，甘薯还富含多种营养物质，尤其是类胡萝卜素和花青素，分别能起到补充人体所需维生素A和抗氧化的保健作用。栽培甘薯是六倍体，基因组杂合度高，生殖方式通常为无性繁殖，存在广泛的自交和杂交不亲和现象。甘薯的上述特点限制了其基础研究的发展，多数基因挖掘仍停留在QTL的水平，难以获得优异基因。

2022年10月，Horticulture Research 上线了（Advance Access）江苏徐州甘薯研究中心甘薯种质资源研究团队完成的题为 Resequencing of sweetpotato germplasm resources reveals key loci associated with multiple agronomic traits 的研究论文。

该论文首次通过对314份甘薯种质资源进行的全基因组重测序以及全基因组关联分析（GWAS），挖掘到了覆盖全基因组的4,599,509个SNP和846,654个InDel。利用这些变异集，作者设计了可用性较好，通量较高的3219对核心分子标记。同时分析了甘薯的群体结构和个体之间的亲缘关系，发现甘薯不同群体之间的界限较为模糊，基因渗透现象较为明显。研究调查了这些种质资源的重要农艺性状，包括块根类胡萝卜素含量、花青素含量、薯肉色和薯皮色等12个地下部性状以及叶形、叶色等8个地上部性状。通过全基因组关联分析，最终共获得了19个高置信度的遗传位点，其中包含部分已报道的基因和未被报道的基因，包括IbMYB1，IbZEP1和IbYABBY1等。进一步分析发现位于候选基因上的一些SNP与表型有着及其显著的关联。表达分析显示IbZEP1基因主要在黄色和橙色甘薯中表达，白色和紫色甘薯中的表达量较低；缺刻叶种质中的IbYABBY1基因表达量也普遍高于心形叶种质。本研究获得的高质量的甘薯分子标记集，表型集，以及与重要农艺性状相关联的高置信度的遗传位点和候选基因将为甘薯的遗传育种研究提供重要的工具和参考。

图1 甘薯重要农艺性状的全基因组关联分析

图2 候选基因的单倍型分析和表达分析

中国农业科学院甘薯研究所/江苏徐州甘薯研究中心工作人员肖世卓、戴习彬和赵凌霄为论文共同第一作者，曹清河研究员为通讯作者。兰州大学草地科学学院的许攀博士参与了该项工作。该研究受到国家重点研发计划（2018YFD1000705/2018YFD1000700）、江苏省自然科学基金（BK20221213）和国家甘薯产业技术体系（CARS-10-GW01）的项目资助。

作者团队介绍

江苏徐州甘薯研究中心（江苏徐淮地区徐州农业科学研究所）与中国农业科学院甘薯研究所为同一单位三个名称，其所属甘薯种质资源创新与利用团队主要从事国内外甘薯种质资源的收集、保存、鉴定、利用和创新等工作。该团队负责运行的国家甘薯种质资源试管苗库（徐州），该库保存有1300余份甘薯栽培种质资源以及100余份野生种质资源。

文章链接：

‍https://doi.org/10.1093/hr/uhac234

转自：“园艺研究”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！