大豆(Glycine max L.) 是全球重要的粮油作物,“天隆一号”作为中国黄淮海地区广泛种植的高产优质大豆品种,其基因组信息的完整性和准确性对于功能基因解析及分子育种至关重要。然而,此前已报道的“天隆一号”参考基因组存在较多缺口(gaps),也缺乏基于高质量基因组的甲基磺酸乙酯(EMS)诱变群体,制约了大豆功能基因组学的发展和育种效率的提升。
近日,Journal of Genetics and Genomics在线发表河南大学陈敏教授团队与华中农业大学张建伟教授团队合作题为“
Assembly of a high-quality reference genome and characterization of a chemical-mutagenized library of an elite soybean cultivar Tianlong 1”的研究论文。该研究构建了大豆“天隆一号”品种高质量参考基因组,基于该基因组构建了EMS诱变群体,并对其中288份突变体材料进行了全基因组重测序和突变位点分析,为大豆功能基因挖掘和精准育种提供了重要资源
该研究利用PacBio长读长测序技术并结合优化的基因组组装流程,构建了近乎完整(near-complete)的大豆“天隆一号”品种参考基因组,显著提升了基因组连续性和准确性,为后续基因功能研究奠定坚实基础。在此基础上,通过EMS诱变技术构建了以“天隆一号”为遗传背景的突变体库,并对其中288份突变体材料进行全基因组重测序,鉴定出1,163,869个高质量单核苷酸多态性和542,709个插入/缺失,覆盖91.89%的预测蛋白质编码基因,为高效解析大豆基因功能提供了丰富资源。随后,通过对2555份EMS突变单株的田间表型调查,结合基因组变异分析,将多个关键性状(如种子和叶片发育缺陷)与特定基因突变相关联,说明该EMS诱变群体在基因功能研究中的高效性和可靠性。
“天隆一号”EMS诱变群体的构建及表型特征分析
综上所述,该研究构建的大豆“天隆一号”品种高质量参考基因组不仅填补了该品种基因组资源的空白,基于该基因组构建的EMS诱变群体中的丰富变异还为研究大豆重要农艺性状的分子机制奠定了坚实基础。该诱变群体将免费提供给国内外同行使用,推动大豆研究领域的合作与创新(如需获取突变群体资源,请联系研究团队)。
作者简介
河南大学作物逆境适应与改良国家重点实验室博士研究生盛英华、硕士研究生金子伦、华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室博士黄臆丞为该论文共同第一作者,河南大学陈敏教授和华中农业大学张建伟教授为共同通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金、海南省自然科学基金及河南大学杰出人才特区支持计划等项目资助。
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