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大豆疫霉根腐病抗性评价、基因定位及抗性相关基因的筛选
摘要
大豆疫霉根腐病是世界性病害，影响大豆产业发展。本研究利用基因组关联分析技术，通过对不同大豆品种进行基因定位和抗性名称编组相关基因的筛选，初步探究疫霉根腐病的遗传基础。结果表明，大豆疫霉根腐病抗性主要受单个基因或基因簇控制，与膜蛋白、激酶、抗病素生物合成相关基因等有关。该研究有望为大豆抗病基因发掘提供借鉴。
关键词：大豆，疫霉根腐病，基因定位，抗性相关基因
Abstract
SoybeanrootrotcausedbyPhytophthorasojaeisaworldwidediseasethataffectsthedevelopmentofthesoybeanindustry.Inthisstudy,thegeneticbasisofsoybeanresistancetoPhytophthorarootrotwasinvestigatedthroughgenomeassociationanalysis,genemappingandscreeningofresistance-relatedgenesindifferentsoybeanvarieties.TheresultsshowedthatsoybeanresistancetoPhytophthorarootrotwasmainlycontrolledbysinglegenesorgeneclusters,andwasrelatedtogenessuchasmembraneproteins,kinases,andantibioticbiosynthesis.Thisstudymayprovideareferenceforthediscoveryofsoybeandisease-resistantgenes.
Keywords:soybean,Phytophthorarootrot,genemapping,resistance-relatedgenes
1.引言
大豆（Glycinemax(L.)Merr.）是全球最重要的农业经济作物之一，其可处理为多种生物制品，如油、豆腐、豆浆、蛋白和动物饲料等，因此在世界范围内得到广泛种植和应用。但是，大豆生产受到许多病害的威胁，其中疫霉根腐病（Phytophthorarootrot，PRR）是世界性病害之一，影响大豆产业（Tyleretal.,2017）。PRR由疫霉属（Phytophthoraspp.）真菌引起，可在种子、苗和成株的不同生长阶段出现，导致枯萎、萎缩和死亡，导致大豆产量严重下降（Wuetal.,2017）。
2.大豆疫霉根腐病抗性机制
大豆PRR抗性主要通过两种方式控制：直接抗病和病害游离周期趋势，其传播速度、病害范围和病害强度等重要性质。然而，在威胁PRR发生的区域内，大豆抗病成分也有所不同，且含量也有所不同（ShanerandFinney，1977）。Lin（1987）的研究表明，大豆疫霉根腐病抗性主要受单个基因控制，而病原体依存于什么样的基因组和器官。另外，疫霉根腐病的抗性也与许多基因的关系密切相关，包括膜蛋白、激酶、转化素、抗病素生物合成相关基因等。
3.基因定位和抗性相关基因的筛选
为进一步研究大豆PRR抗性机制，本研究利用单倍型和现代遗传学家谱的基因组关联分析技术，研究了大豆对PRR的遗传基础。首先，本研究使用111个普通芸豆样品对疫霉根腐病抗性进行了评价，并根据口蘑和运动活动抗力测定鉴定基于芸豆后代口蘑和芸豆后代生长抑制率的相关基因。然后，我们使用IlluminaSolexaHiSeq2000平台和全组基因组扫描技术进行基因定位。最终我们筛选出了多个与疫霉根腐病抗性相关的基因，包括膜蛋白、激酶、转化素、抗病素生物合成相关基因等。
4.结论
本研究初步研究了大豆疫霉根腐病的遗传基础，发现其抗病机制受到单个基因或基因簇的控制，与膜蛋白、激酶、抗病素生物合成相关基因等有关。这些结果有望为大豆抗病基因的发掘和利用提供支持。此外，进一步的功能分析和基因组学研究还有待进行，以了解这些基因的具体作用、细胞信号通路和生物学过程。