镉胁迫下野生大豆苗期性状全基因组关联分析及耐镉候选基因筛选
车雅丽1
吴苏峻1
王坤杨2
王艳丽1
张锴1
乔亚科1
袁泉3
1.河北科技师范学院农学与生物科技学院/河北省作物逆境生物学重点实验室,河北秦皇岛 0660002.河北科技师范学院分析测试中心,河北秦皇岛 0660003.集发农业梦想王国,河北秦皇岛 066000
摘要：野生大豆是栽培大豆的近源种,具有丰富的耐逆等位基因.为筛选耐镉野生大豆种质资源并解析其耐镉分子机制,以冀东地区205份野生大豆品系作为研究材料,采用水培试验,设置镉胁迫和对照(不进行镉胁迫)2个处理以及2022年11月和2023年7月2个环境重复,测定苗期地上部鲜质量(SFW)、地下部鲜质量(RFW)、株高(PH)、根长(RL),计算鲜质量根冠比(RSR)、各性状对应的耐镉系数(CTC)及各个野生大豆材料的耐镉综合评价值(D值),同时进行全基因组关联分析(GWAS),并对15号染色体上的显著单核苷酸多态性(SNP)进行单倍型分析.结果表明,除RSR外,镉胁迫处理幼苗性状平均值均低于对照;频率分析结果显示,2个环境下的CTC均表现为正态分布,呈现数量性状遗传特性;参照D值筛选出13份耐镉野生大豆种质.主成分分析显示,205份野生大豆材料可被分为3个类群;连锁不平衡(LD)分析发现,205份野生大豆自然群体在100 kb处出现衰减.GWAS分析共检测到195个与野生大豆耐镉性状显著相关的SNP,单个SNP可解释1.95％～25.43％的表型变异.根据SNP的物理位置共鉴定到591个候选基因,其中11个候选基因分别由多个SNP重复关联到,属于一因多效.更重要的是,根据功能注释发现了 2个金属耐性蛋白(MTPs)基因和2个重金属相关蛋白(HIPPs)基因,分别是LOC114386540(MTP 10-like)、LOC114388453(MTP 10-like)、LOC114369981(HIPP 36-like)和LOC114381753(HIPP 37-like),这4个基因为阐明野生大豆耐镉性状遗传的分子机制奠定了基础.单倍型分析发现,15号染色体上的单倍型2的平均耐镉系数最大,属于优异单倍型.
关键词：野生大豆镉胁迫全基因组关联分析(GWAS)耐镉系数候选基因
分类号：S565.1(经济作物)
资助基金：河北科技师范学院科学研究基金项目(2021YB005)河北省科技厅现代种业科技创新专项基金(21326313D)
论文发表日期：2025-01-14
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：15( 40-54 )
英文信息