JIPB |​ 中国农科院作科所邱丽娟课题组揭示大豆冠层覆盖度的时序性调控遗传基础

植物的整个生命周期中，在不同发育阶段和外界环境的双重影响作用下呈现动态的生长变化。但由于依赖“牙咬眼瞪鼻子闻”的传统表型鉴定效率较低，我们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在表型和基因水平的发掘利用。近年来，搭载各种传感器的各种高通量表型平台日渐成熟 (Jin et al., 2021)，使时序性表型的获取成为可能。

JIPB近日在线发表了题为“Time Series Canopy Phenotyping Enables the Identification of Genetic Variants Controlling Dynamic Phenotypes in Soybean”的研究论文（https‍://doi.org/10.1111/jipb.1‍3380）。该研究结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。重点对其中两个关联位点，进行了环境适应性和候选基因分析。

该研究中，无人机表型平台约20分钟可完成1303份大豆的一次照片采集，共完成采集全生育期代表性17个时间点下的冠层覆盖度。通过四百余万SNPs的全基因组关联分析鉴定到35个冠层覆盖度关联位点。根据在不同时间点的关联显著性，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。35个位点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，也存在新关联位点，这些新位点尤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，该研究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材料和关联位点。快速封垄可以减小除草耗费的人力物力，具有一定育种应用价值。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。

邱丽娟课题组研究方向为大豆基因资源发掘和创新利用。近年来，课题组挖掘到了包含GmPRR3b(Li et al., 2020)等在内的重要产量性状基因，对我国大豆种质的基因型和表型进行了精准鉴定(Li et al.， 2022)。同时释放了对科研和育种具有重要价值的多组学数据和分析工具(Zheng et al., 2022)。

中国农科院作科所博士后李德林，研究生白东和田宇为论文的共同第一作者。李英慧研究员，James C. Schnable教授（内布拉斯加大学林肯分校），金秀良研究员和邱丽娟研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、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。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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