大豆作為重要的農(nóng)作物，在我國有著6000-9000年的馴化史，其馴化方向主要與產(chǎn)量、品質(zhì)和抗病等性狀相關(guān)。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)的李文濱教授及其團隊和北京百邁客生物科技有限公司合作，在大豆起源、抗菌核病、抗胞囊線蟲、種子蛋白及油脂含量方面取得重要進(jìn)展，其研究成果相繼發(fā)表在New Phytologist、The Plant Journal、BMC Genomics和Genomics，累計影響因子23+。下面我們就看看作者是如何對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，做到低投入、高產(chǎn)出的。
1.英文題目：Domestication footprints anchor genomic regions of agronomic importance in soybeans
中文題目：512株大豆SLAF測序揭示大豆馴化史和全基因組關(guān)聯(lián)分析
發(fā)表雜志：New Phytologist,2015
影響因子：IF= 7.330
1.材料與方法
（1）材料：512份大豆材料，470份國內(nèi)材料（404份馴化材料、36份半馴化材料和72份野生大豆）+42份國外材料。
（2）方法：SLAF標(biāo)簽數(shù)為59494條，平均測序深度為6.14×。
2.研究結(jié)果
（1）采用百邁客研發(fā)的SLAF-seq技術(shù)對512份大豆核心種質(zhì)進(jìn)行高通量測序分析，共獲得了64141個高質(zhì)量SNP。
（2）通過基因滲透和PCA分析推出半馴化品種是一種進(jìn)化上的中間產(chǎn)物，而不是馴化品種和野生大豆雜交產(chǎn)生的，此外，三群體檢測的結(jié)果也進(jìn)一步論證了這一點，同時，論證出栽培大豆是從中部黃淮海地區(qū)向北向南馴化，進(jìn)而將中國馴化大豆起源√確的定位到中國中部黃淮海區(qū)域。
（3）基于SNP分型結(jié)果，定位到與15個性狀相關(guān)的43個區(qū)域，如與茸毛和種皮顏色相關(guān)的基因被定位在Gm06染色體，與葉形相關(guān)的基因被定位在Gm20染色體。在與10個質(zhì)量性狀相關(guān)的25個QTNs中，有3個QTNs位于之前已經(jīng)報道過的QTLs或基因區(qū)域。
Fig1: ?栽培大豆的地理分布和PC分析圖?
Fig2：重要農(nóng)藝性狀的群基因組關(guān)聯(lián)分析圖
2.英文題目：Loci and candidate gene identification for resistance
to Sclerotinia sclerotiorum in soybean (Glycine max L. Merr.) via associate
中文題目：330株大豆SLAF-GWAS及遺傳圖譜聯(lián)合定位抗菌核病基因
發(fā)表雜志：The Plant Journal,2015
影響因子：IF= 5.901
1.材料與方法
（1）材料：330份大豆材料（105份地方材料、201份骨干材料和24份國外材料）進(jìn)行GWAS分析；以Maple Arrow（抗?。┖虷efeng 25（感?。橛H本構(gòu)建128份重組自交系，通過SSR標(biāo)記構(gòu)建遺傳圖譜。
（2）方法：SLAF標(biāo)簽數(shù)為57418條，平均測序深度為6.02×；利用78個SSR標(biāo)記構(gòu)建遺傳圖譜。
2.研究結(jié)果
（1）莖脂溶性色素含量是大豆抗菌核病的重要指標(biāo)。通過測定OD518值發(fā)現(xiàn)，親本Maple Arrow和Hefeng 25的OD518值分別為0.1 與0.0001，128份RIL群體和330份種質(zhì)的OD518值成正態(tài)分布。
（2）在前人研究基礎(chǔ)上，利用Gm01, Gm08, Gm11和Gm13上的78個SSR構(gòu)建遺傳圖譜，在Gm13上定位到主效QTL位點Oswm13-1。
（3）基于獲得的25179個SNP，采用Naive、GLM 和CMLM 三種模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，在Gm13上定位到3個熱點標(biāo)記，通過比較發(fā)現(xiàn)GWAS和遺傳圖QTL定位結(jié)果是重疊的。進(jìn)一步對候選基因進(jìn)行功能注釋，有4個基因與植物病害應(yīng)答機制或色素合成有關(guān)。
Fig.1 大豆抗菌核病全基因組關(guān)聯(lián)分析
Fig.2 QTL定位結(jié)果
3.英文題目：Genetic charactertics of soybeanresistance to HG type 0 and HG type1.2.3.5.7 of the cyst nematode analyzed bygenome-wid association mapping
中文題目：440株大豆SLAF-GWAS定位胞囊線蟲抗性基因
發(fā)表雜志：BMC Genomics,2015
影響因子：IF= 3.729
1.材料與方法
（1）材料：440份大豆材料，402份國內(nèi)材料和38份國外材料
（2）方法：SLAF標(biāo)簽數(shù)為57 418條，平均測序深度為6.02×；利用78個SSR標(biāo)記構(gòu)建遺傳圖譜。
2.研究結(jié)果
（1）基于SLAF-seq技術(shù)對440份大豆核心種質(zhì)進(jìn)行高通量測序分析， 共獲得了36,976個高質(zhì)量SNP。
（2）通過全基因組關(guān)聯(lián)分析找到19個與胞囊線蟲抗性相關(guān)的位點，其中8個位點與之前報道過的QTL位點重合，8個位點與已經(jīng)報道的抗胞囊線蟲基因Rhg4及Rhg1連鎖，并鑒定出3個新的QTL位點。通過基因注釋獲得到與抗病，細(xì)胞色素P450，蛋白激酶等相關(guān)的功能基因。
Fig.1 全基因組關(guān)聯(lián)分析定位大豆胞囊線蟲QTL位點
Fig.2 ?基因功能注釋圖
4.英文題目：Loci and candidate gene conferring resistance to soybean cyst nematode HG type 2.5.7
中文題目：200株大豆SLAF-GWAS定位胞囊線蟲抗性位點及基因
發(fā)表雜志：BMC Genomics,2017
影響因子：IF= 3.729
1.材料與方法
（1）材料：200份大豆材料，179份國內(nèi)材料（123份骨干材料和56份地方材料）和21份國外材料
（2）方法：SLAF標(biāo)簽數(shù)約為58,000條，平均測序深度為6.14×。
2.研究結(jié)果
（1）基于SLAF-seq技術(shù)對200份大豆核心種質(zhì)進(jìn)行高通量測序分析， 共獲得了33,194個高質(zhì)量SNP。
（2）采用GLM、CMLM 和ECMLM 三種模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，共獲得與胞囊線蟲抗性相關(guān)的13個SNP位點，9個SNP位點位于已知QTL區(qū)域附近，4個SNP位點是新發(fā)現(xiàn)的抗病位點，通過功能注釋共獲得30個抗病候選基因，主要與植物防御、木質(zhì)素生物合成、酚類化合物代謝等相關(guān)。
Fig.1 群體結(jié)構(gòu)
Fig.2 全基因組關(guān)聯(lián)分析定位大豆胞囊線蟲QTL位點
5.英文題目：Genome-wide association mapping for seed protein and oil contents using a large panel of soybean accessions
中文題目：185株大豆SLAF-GWAS定位種子蛋白及油脂含量
發(fā)表雜志：Genomics,2018
影響因子：IF= 2.801
1.材料與方法
（1）材料：185份大豆材料（骨干材料、地方材料和國外材料）
（2）方法：SLAF標(biāo)簽數(shù)大于50,000條。
2.研究結(jié)果
（1）基于SLAF-seq技術(shù)對185份大豆核心種質(zhì)進(jìn)行高通量測序分析， 共獲得了12,072 個高質(zhì)量SNP。
（2）采用GLM、CMLM 和ECMLM 三種模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，共獲得與種子蛋白及油脂含量相關(guān)的31個SNP位點，在2015年和2016年分別有6和9個SNP位點與種子油脂含量關(guān)聯(lián)，其中2個SNP位點在兩年的表型數(shù)據(jù)中均能關(guān)聯(lián)到，位于Chr 07上的rs15774585和rs15783346，在2015年和2016年分別有14和7個SNP位點與種子蛋白含量關(guān)聯(lián)，其中3個SNP位點在兩年的表型數(shù)據(jù)中均能關(guān)聯(lián)到，位于 Chr 01上的rs53140888，Chr 13上的rs19485676和Chr 20上的rs24787338，通過功能注釋共獲得199個候選基因，161個基因主要與CHO代謝，脂質(zhì)代謝和氨基酸代謝等相關(guān)。
Fig.1 全基因組關(guān)聯(lián)分析定位大豆油脂及蛋白QTL位點
Fig.2 ?基因功能注釋圖
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張學(xué)雯 | 審核
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