利用BSA法定位大豆全基因组株高QTL及候选基因分析

株高是影响大豆单株产量的重要性状,明确调控大豆株高的主效基因对利用分子辅助育种手段提高大豆产量具有重要意义。选用株高差异显著的东农594(高秆)为父本,Charleston(矮秆)为母本,杂交构建F2群体和RIL群体,然后选取F2群体的1500个单株中极高和极矮单株各40株和RIL群体的高矮秆单株各20株,分别建立2套高矮秆池;进而利用二代DNA测序技术对亲本进行50×测序,高矮秆池进行20×测序并筛选read读数大于4的高质量可信SNP位点,在F2群体筛选到20187个符合要求的SNP位点、RIL群体筛选到20285个符合要求的SNP位点;最后采用混合群体分离分析(Bulked segregant analysis,BSA)的SNP-index关联分析法和Euclidean distance(ED)关联分析法计算2个群体和株高关联的染色体区间,进而重新计算株高关联染色体的阈值,并筛选2个群体2种方法共同定位到的10个染色体区间作为候选区间,此结果显著降低了全基因组单一阈值鉴定到的染色体区间,提高了定位结果的准确性。最后利用拟南芥和大豆基因组注释信息对株高关联候选区间的SNP位点所对应的基因功能进行分析,共筛选到18个控制株高的候选基因(Glyma.01G214300、Glyma.01G220700、Glyma.02G095600、Glyma.03G158100、Glyma.03g230000、Glyma.04G033800、Glyma.04G063800、Glyma.04g065600、Glyma.04G190800、Glyma.04G210000、Glyma.04G210700、Glyma.04G212900、Glyma.04g227700、Glyma.05G148700、Glyma.09G158400、Glyma.11G100400、Glyma.12G012400、Glyma.15g052400)。结合大豆旺盛生长期(R1期)顶芽的转录组数据筛选控制大豆株高的重要候选基因,Glyma.03g230000、Glyma.04g065600、Glyma.04g227700在大豆株高形成的关键时期R1期高表达,说明这些候选基因和株高发育密切相关,但是还需要遗传转化验证功能。