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TRAS技術首次揭示大蒜鱗莖瓣形性狀調控網絡

作者:劉頭明   文章來源:中國農業科學院   發表時間:2018-08-22    點擊量:
   近日,中國農業科學院麻類研究所(中國農業科學院南方經濟作物研究中心)聯合相關企業共同開發了一個以轉錄組為參考序列的關聯研究分析方法(Transcriptome-referenced association study,TRAS),并基于此方法首次揭示了大蒜鱗莖瓣形性狀的調控網絡,同時,TRAS技術也為其它無參考基因組物種的性狀解析提供了新方法。相關研究結果在線發表《脫氧核糖核酸研究(DNA Research)》上。

  栽培種大蒜一般不育,難以構建遺傳分析群體,而且大蒜基因組龐大,導致大蒜農藝性狀遺傳和分子基礎幾乎未知。新一代測序技術(NGS)結合全基因組關聯研究分析(GWAS)策略雖然已被廣泛用于作物農藝性狀的遺傳基礎解析,前提條件是物種需具有參考基因組,無參考序列的簡化基因組測序結合GWAS分析無法獲得目標性狀候選基因,這極大限制GWAS技術在無參考基因組物種中的應用。為此,麻類所開發了TRAS技術,其分析步驟是以全長轉錄組為參考序列開展群體單核苷酸多態性(SNP)標記基因型鑒定及群體中基因表達(GE)定量;SNP標記結合性狀開展全基因組關聯分析,從而確定關聯的轉錄本;關聯轉錄本的GE與性狀開展皮爾遜相關性分析,確定在DNA序列和基因表達上與性狀相關聯的候選基因;表達數量性狀位點(eQTL)分析確定候選基因間的互作關系。

  為驗證TRAS的可行性,該研究團隊利用此方法分析了大蒜鱗莖瓣形性狀的遺傳基礎。利用102個大蒜地方品種,共識別36個在DNA序列上與大蒜瓣形性狀相關聯的轉錄本,其中22個轉錄本的GE值也與性狀相關聯。因此,這22個轉錄本被確定為瓣形性狀候選基因。eQTL分析發現,在這22個候選基因中,13個基因存在互作,且互作基因的GE值也呈顯著相關。基于這13個基因的互作關系,他們成功構建了大蒜瓣形性狀調控網絡。大蒜鱗莖瓣形性狀遺傳結構的首次解析,將不僅有助于推動大蒜農藝性狀遺傳和育種研究,也為解析大蒜鱗莖器官的形成機制及性狀的改良奠定了基礎。

  該研究得到中國農業科學院科技創新工程的支持。

  原文鏈接:academic.oup.com/dnaresearch/advance-article/doi/10.1093/dnares/dsy027/5066954

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