大豆花葉病毒病抗性基因Rsc18精細定位和遺傳分析

大豆因其蘊含豐富的油脂和易被人體吸收的植物蛋白，是我國重要的糧油和經濟作物之一。但是大豆易被感染病蟲害，其中，大豆花葉病毒（Soybean Mosaic Virus, SMV）病是一種世界性普遍發生的大豆病害，嚴重影響了大豆的產量和品質。大豆花葉病毒SC18株系是南方大豆產區分佈廣的優勢株系，但其抗性遺傳機制尚不完全清楚。

近期，華南農業大學農學院國家大豆改良中心廣東分中心主任年海教授課題組完成的題為“Fine mapping and genetic analysis of resistance genes, Rsc18, against soybean mosaic virus”的研究論文在Journal of Integrative Agriculture (《農業科學學報》(英文)，JIA) 2022年3期正式發表。

該研究明確了SC18株系在中黃24和華夏3號，“中黃24×華夏3號”重組自交系（recombinant inbred lines, RILs）群體及衍生後代分離群體F1、F2等大豆品種（系）上的表現及抗性基因遺傳方式。利用高密度遺傳圖譜對抗病品種中黃24的SC18株系抗性基因進行精細定位，為分子抗病育種及SC18抗性基因定位和功能驗證提供理論基礎。

該研究利用中黃24（抗性）和華夏3號（感性）的雜交後代F1，F2和168個F11重組自交系（RILs）群體，利用高密度遺傳圖譜對抗病品種中黃24的SC18株系抗性基因進行精細定位，並分析其遺傳機理。根據F2（3R:1S）和重組自交系（RILs）群體（1R:1S）的分離比例，單個顯性基因調控中黃24對SC18的抗性。複合區間作圖法（CIM）將抗性基因位點定位在第13號染色體上415.357 kb區域，LOD值為37.43，表型變異解釋率達62.01%。根據定位區間內基因的功能註釋，鑑定了三個可能與SC18抗性有關的候選基因，包括一個NBS-LRR型基因和兩個絲氨酸/蘇氨酸蛋白基因。與對照相比，這些基因在抗性材料中表達上調，其中NBS-LRR型基因在親本外顯子非同義SNV區域存在單鹼基替換。

華南農業大學農學院國家大豆改良中心廣東分中心研究團隊年海教授為該文章的通訊作者，劉桑林碩士為該文章第一作者。該研究得到了省重點領域研究與發展計劃（2020B020220008）、現代農業產業技術體系（CARS-04-PSO9）、中國轉基因新品種培育重大專案（2016ZX0800402-007）、國家重點研發計劃（2017FYD0101500），國家自然科學基金委員會（31971966）的資助。

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https://www.sciencedirect.com‍/science/article/pii/S2095311920635699

Cite the article:

LIU Sang-lin, CHENG Yan-bo, MA Qi-bin, LI Mu, JIANG Ze, XIA Qiu-ju, NIAN Hai. 2022. Fine mapping and genetic analysis of resistance genes, Rsc18, against soybean mosaic virus. Journal of Integrative Agriculture, 21(3): 644–653.

研究團隊簡介

國家大豆改良中心廣東分中心依託華南農業大學農學院，以大豆遺傳育種課題組為基礎，聯合生理、病、蟲、加工等多學科組建而成。年海教授在華南農業大學建立並發展了熱帶亞熱帶地區大豆遺傳育種研究。分中心有五個研究方向：（1）大豆種質資源及育種目標性狀特異種質的遺傳基礎；（2）大豆優質、高產、穩產、耐酸鋁、耐低磷新品種選育；（3）大豆抗病蟲性與耐逆性；（4）大豆育種理論與方法；（5）大豆基因組學和生物技術在大豆遺傳育種中的應用。目前承擔的科研專案有20多項，包括國家自然科學基金專案、863專案、行業體系建設專案、公益性行業（農業）科研專項、轉基因生物新品種培育重大專項、廣東省自然科學基金、廣東省科技攻關專案等，近5年累計科研經費2000多萬元。年海教授長期從事作物遺傳育種學科的科研工作，主要研究方向是大豆、玉米遺傳與育種。先後主持省部級以上資助的科研課題20多項。育成大豆新品種18個，其中國審大豆品種12個，新增種質1200份，發掘優異種質500多份，創新種質200多份，實現熱帶亞熱帶地區大豆超高產突破230kg/畝，發表論文100餘篇，其中SCI收錄40餘篇，參編專著11本。在大豆育種理論與方法的研究，為新品種選育提供技術保障和技術儲備等研究領域取得重要成果。

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