近日,中国农业科学院烟草研究所烟草种质资源与生物育种创新团队在烟草表型可塑性遗传解析与跨环境基因组预测方面取得进展。相关研究成果发表于植物科学领域经典期刊《实验植物学杂志(Journal of Experimental Botany)》(JCR Q1,IF=6.5)。
植物响应环境变化,对自身形态、生理和发育特征进行调整的能力,被称为表型可塑性,但不同品种对环境的响应能力并不相同。哪些遗传因素决定了环境响应差异,如何将差异响应应用于品种选育和布局,一直是遗传学家和育种家关注的重要问题。
团队以烟草MAGIC群体为研究对象,在不同环境下开展表型鉴定。结果表明,烟草叶宽受到基因型、环境及基因型与环境互作(G×E)的共同调控,其中G×E贡献了31.29%的表型变异。共鉴定出14个控制叶宽平均表现的遗传位点和43个影响叶宽可塑性的遗传位点,其中,qLW14表现出明显的环境依赖效应,该位点与基因组上约3 Mb的结构变异区域重叠。在诸城环境下,缺失该片段后叶宽增加16%;而在桂阳环境下,该片段缺失与否不影响叶宽。基于遗传解析结果,研究团队构建了融合关键QTL、环境效应及G×E信息的多环境基因组预测模型,该模型较传统模型在多环境预测中精度平均提高8.7%。
烟草所为该论文第一完成单位,烟草所在读博士生刘丽、四川大学联合培养研究生韩雨、刘苇为论文共同第一作者,烟草所斯欢助理研究员、程立锐研究员、江苏中烟赵才能高级农艺师及青岛中烟种子公司胡海洲为论文共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目资助。
原文链接:https://doi.org/10.1093/jxb/erag343
