科研产出
利用高世代转录组测序挖掘控制南方大豆皱叶症候选基因
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】南方大豆皱叶症（southern soybean crinkle leaf disease,SSCLD）严重时可导致大豆减产40%左右，利用高世代分离群体转录组测序技术（high-generation segregating populations RNA-seq,HGRNA-seq）挖掘控制SSCLD的候选基因，为揭示SSCLD发生的分子机制提供数据支撑。【方法】以2个南方皱叶症症级差异材料及其衍生的F2:7株系为研究材料，对双亲进行重测序，对12个F2:7单株（7个皱叶，5个正常叶）进行单个样本转录组测序，利用转录组及亲本的SNP/InDel数据进行混池法定位分析，利用转录组表达量差异数据进行GO和KEGG功能注释和富集分析，并在定位区间附近开发7个KASP分子标记，利用230个F2群体构建局部连锁图谱，对转录组数据定位结果进行验证。联合基因定位和转录组分析结果，筛选控制SSCLD的候选基因。【结果】利用混池法把控制皱叶症的基因位点CL12定位在大豆第12染色体末端39 231 651—40 705 115 bp的1 473 464 bp区间内，利用F2群体将控制皱叶症的基因定位于39 743 275—40 948 295 bp的1 205 020 bp区间内，与混池法定位结果基本一致。GO注释结果显示，代谢过程包括免疫系统过程，以及对刺激的反应等，细胞组分主要与膜等相关，KEGG注释结果显示，生物系统通路中主要包括植物-病原菌互作和环境适应等通路。GO富集的表达差异基因主要同跨膜受体蛋白活性、蛋白磷酸化及信号受体活性等方面相关，KEGG富集到的最多差异表达基因（differently expressed genes,DEGs）主要在植物-病原菌互作和植物MAPK信号通路上。结合南方大豆皱叶症诱因特点，选择定位候选区间内与抗病等相关且在外显子上存在非同义突变或表达量有差异的基因作为候选基因，结合qRT-PCR验证，最终确定GLYMA＿12G223100、GLYMA＿12G223900、GLYMA＿12G224100、GLYMA＿12G231800和GLYMA＿12G233000等5个基因为控制南方大豆皱叶症的候选基因。【结论】HGRNA-seq实现了RNA-seq和BSA-seq相结合，成功挖掘了控制SSCLD的候选基因。
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基于转录组测序的辅助鉴定南方大豆皱叶症分子标记开发
《南方农业学报 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】基于转录组测序（RNA-Seq）开发辅助鉴定南方大豆皱叶症（SSCLD）的分子标记，为快速鉴定生产上遇到的大豆皱叶是否为SSCLD提供技术支撑。【方法】利用转录组测序技术分析遗传背景相近的皱叶大豆和正常叶大豆材料在皱叶症诱导环境下的差异表达基因（DEGs），从中去除核苷酸序列高度相似的同源序列，筛选出表达差异较大的DEGs进行分子标记开发，利用皱叶大豆材料和逆境处理试验评价分子标记的表达专一性，并利用不同类型的皱叶表型样本对分子标记进行表达专一性及可靠性验证。【结果】7株皱叶植株样本和5株正常叶植株样本的测序碱基错误率为0.0226～0.0238,Q20和Q30分别在99.00%和99.90%以上的碱基数量占总碱基数量均大于95.00%,GC含量为45.60%～46.24%，表明转录组测序数据质量较好。皱叶大豆材料较正常叶大豆材料有1063个DEGs上调表达，85个DEGs下调表达。根据基因的表达量和同源性，共筛选8个DEGs用作开发分子标记的候选基因，均表现为明显上调表达。8个候选基因的实时荧光定量PCR检测结果与转录组数据基本相符。此外，所筛选基因中有6个基因表达在不同程度上受干旱、水渍、冷害、荫蔽和盐胁迫等逆境胁迫诱导，其中，种植于皱叶症土壤中的皱叶型株系叶片GLYMA＿18G033400基因的相对表达量均高于其在正常土壤中受干旱、水渍、冷害、荫蔽和盐等逆境胁迫后的相对表达量。根据GLYMA＿18G033400基因序列设计分子标记qCL-18G033400，并用该分子标记对19份不同皱叶类型的叶片样品进行实时荧光定量PCR检测，结果发现，以ΔCt值小于10.00作为SSCLD的判定标准，分子标记鉴定结果同田间鉴定结果一致。【结论】利用转录组测序技术开发的分子标记qCL-18G033400可辅助鉴定SSCLD。
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南方大豆皱叶症诱因分析研究
《大豆科学 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：为找出导致南方大豆皱叶症发生的诱因，本研究选用桂春8号（皱叶症级为0）、粤春2017-1（皱叶症级为4）、20W51-46（皱叶症级为4）和南农1138-2（皱叶症级为0）为试验材料，考虑生产上除草剂使用情况及皱叶常见诱因等，进行了除草剂、病毒检测、嫁接、土壤盆栽等试验，分析并探究导致南方大豆皱叶症发生的因素。结果表明：除草剂导致的大豆叶片皱缩形态与本研究关注的皱叶症状不同；从南方皱叶大豆材料取幼叶进行人工接种后，南农1138-2未表现出皱叶症状；ELISA检测、透射电镜扫描、small RNA测序等结果显示，本研究关注的皱叶中均未检测出可能导致大豆皱叶的病毒；土壤盆栽试验结果显示，皱叶材料的根在南方土壤中的比例越大，叶片皱缩程度越高，根在南方土壤的比例为1时，皱叶症级为4;根在南方土壤的比例为0时，皱叶症级为0;嫁接试验结果显示，叶片表现皱缩与否只与接穗有关，而与砧木无关，大豆对皱叶诱因敏感的部位为叶片。综上结果，南方大豆皱叶症诱因与除草剂、病毒无关，最主要的诱因来自土壤，推测无论皱叶敏感型材料还是正常材料的根均将某种因子向上运输至叶片。
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