中国农业科学｜安徽农大联合中国农科院作科所探析大豆油分相关功能基因分子标记的开发与鉴定及优异等位变异聚合

大豆（Glycine max）是全球农业中重要的油粮作物，为人类提供了丰富的蛋白质和植物油资源。油分含量是大豆育种中的重要性状，受到多个基因调控，同时还受到环境等因素的影响。聚合大豆高油基因型旨在育种出更高含油量的品种，以提高经济效益和营养价值。

近期，安徽农业大学农学院联合中国农业科学院作物科学研究所完成的题为“大豆油分相关功能基因分子标记开发与鉴定及优异等位变异聚合分析”在《中国农业科学》2024年第57卷22期正式发表。

该研究利用生物信息学分析方法对Glyma.18G027100所在的C2基因家族在全基因组水平上进行鉴定，共鉴定出66个大豆C2基因家族成员，根据染色体位置命名为GmC2-01.1—GmC2-20.2。

C2基因家族系统发育树

组织模式表达分析，在66个C2家族基因中共发现7个在籽粒中高表达基因（GmC2-03.6、GmC2-02.7、GmC2-07.2、GmC2-18.1、GmC2-18.4、GmC2-19.1和GmC2-20.2），为分析上述基因在大豆油分含量中的效应位点，从SFGB数据库中获得上述基因在编码区的SNP位点，2年油分含量相关分析表明，GmC2-18.1存在极显著影响油分含量的SNP位点。

C2基因家族在大豆染色体上的基因分布

GmC2-18.1及同源基因组织表达模式分析

基因SNP位点与油分含量的差异筛选

利用12份极端材料对GmC2-18.1编码区遗传多样性进行分析，在Wm82.a2.v1版本编码区2 038 273 bp处存在G/A变异调控种子油分含量，初步推测这个基因在籽粒发育或者营养物质积累中发挥作用。

GmC2-18.1编码区遗传多样性分析

接着，对GmC2-18.1^-G/A基因结合已报道的功能基因GmSWEET39起始密码子上游225 bp的InDel自然等位变异位点、GmST1在编码区8 381 058处存在T/C自然等位变异位点、GmMFT在编码区在41 854 422 bp第三个外显子处存在A/C自然等位变异位点开发SNP/InDel分子标记，并通过2年1 200份来自全国三大生态区的大豆种质资源材料进行标记验证。

大豆油分基因分子标记开发

方差分析结果表明，GmC2-18.1^-G、GmSWEET39^-Deletion、GmST1^-T和GmMFT^-A显著增加油分含量1.72、1.95、1.58和2.06个百分点（P<0.01）。

基因型与种子油分含量的相关性分析

进一步对上述基因进行聚合分析，结果表明，携带GmC2-18.1^-G、GmSWEET39^-Deletion、GmST1^-T和GmMFT^-A高油等位变异类型（PFAT-1）的大豆种子平均油分含量为22.89%，相较于携有GmC2-18.1^-A、GmSWEET39^-Insertion、GmST1^-C和GmMFT^-C低油等位变异类型（PFAT-14）大豆种子平均油分含量增加约4.5个百分点，对油分含量的贡献率约为21.69%。

基于上述所开发标记，筛选出115份PFAT-1类型高油等位变异材料。

安徽农业大学王晓波教授和中国农业科学院作物科学研究所邱丽娟研究员为该文章通讯作者，硕士研究生吴传磊为该文章第一作者。该研究获得国家重点研发计划（2021YFD1201605）的资助。

论文链接：

《大豆油分相关功能基因分子标记开发与鉴定及优异等位变异聚合分析》

引用本文：

吴传磊, 胡晓渝, 王伟, 苗龙, 白鹏宇, 王郭伋, 李娜, 舒阔, 邱丽娟, 王晓波. 大豆油分相关功能基因分子标记开发与鉴定及优异等位变异聚合分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(22): 4402-4415.

WU ChuanLei, HU XiaoYu, WANG Wei, MIAO Long, BAI PengYu, WANG GuoJi, LI Na, SHU Kuo, QIU LiJuan, WANG XiaoBo. Development and Identification of Molecular Markers for Oil-Related Functional Genes and Polymerization Analysis of Excellent Alleles in Soybean[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2024, 57(22): 4402-4415.