近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院南方經(jīng)濟(jì)作物研究中心）聯(lián)合相關(guān)企業(yè)共同開發(fā)了一個以轉(zhuǎn)錄組為參考序列的關(guān)聯(lián)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(diào)控網(wǎng)絡(luò)，同時，TRAS技術(shù)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(guān)研究結(jié)果在線發(fā)表《脫氧核糖核酸研究（DNA Research）》上。

 

　　栽培種大蒜一般不育，難以構(gòu)建遺傳分析群體，而且大蒜基因組龐大，導(dǎo)致大蒜農(nóng)藝性狀遺傳和分子基礎(chǔ)幾乎未知。新一代測序技術(shù)（NGS）結(jié)合全基因組關(guān)聯(lián)研究分析（GWAS）策略雖然已被廣泛用于作物農(nóng)藝性狀的遺傳基礎(chǔ)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(jié)合GWAS分析無法獲得目標(biāo)性狀候選基因，這極大限制GWAS技術(shù)在無參考基因組物種中的應(yīng)用。為此，麻類所開發(fā)了TRAS技術(shù)，其分析步驟是以全長轉(zhuǎn)錄組為參考序列開展群體單核苷酸多態(tài)性（SNP）標(biāo)記基因型鑒定及群體中基因表達(dá)（GE）定量；SNP標(biāo)記結(jié)合性狀開展全基因組關(guān)聯(lián)分析，從而確定關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)錄本；關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)錄本的GE與性狀開展皮爾遜相關(guān)性分析，確定在DNA序列和基因表達(dá)上與性狀相關(guān)聯(lián)的候選基因；表達(dá)數(shù)量性狀位點（eQTL）分析確定候選基因間的互作關(guān)系。

 

 

　　為驗證TRAS的可行性，該研究團(tuán)隊利用此方法分析了大蒜鱗莖瓣形性狀的遺傳基礎(chǔ)。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(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)錄本，其中22個轉(zhuǎn)錄本的GE值也與性狀相關(guān)聯(lián)。因此，這22個轉(zhuǎn)錄本被確定為瓣形性狀候選基因。eQTL分析發(fā)現(xiàn)，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(guān)?；谶@13個基因的互作關(guān)系，他們成功構(gòu)建了大蒜瓣形性狀調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。大蒜鱗莖瓣形性狀遺傳結(jié)構(gòu)的首次解析，將不僅有助于推動大蒜農(nóng)藝性狀遺傳和育種研究，也為解析大蒜鱗莖器官的形成機(jī)制及性狀的改良奠定了基礎(chǔ)。

 

　　該研究得到中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程的支持。（通訊員 廖勇鳳）

 

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