東北地理所在大豆突變體基因定位測序方法改良研究中獲進(jìn)展

　　隨著新一代測序技術(shù)的發(fā)展和全基因組測序（Whole Genome Sequencing, WGS）成本的不斷下降，基于WGS的分離群體分組分析（Bulk Segregation Analysis，BSA）已成為快速定位候選基因的常規(guī)工具，但已報道的方法仍有待完善。例如，依賴于自交系雜交的QTL-seq策略需要后期耗費大量精力進(jìn)行精細(xì)定位；而基于突變體的Mutmap策略，雖然不需要后期進(jìn)行精細(xì)定位，但仍需耗費大量時間用于突變體的自交與回交。這些方法存在的不足限制了大規(guī)模開展功能基因定位的效率。

 

　　中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所大豆分子設(shè)計育種重點實驗室研究員馮獻(xiàn)忠團(tuán)隊圍繞大豆突變體功能基因定位，報道了一種稱為M2-seq的改良版WGS-BSA方法。它是一種快速有效的突變基因定位工具，僅基于M2代材料即可實現(xiàn)候選因果突變位點的快速定位，與此前報道的需要更高世代自交與回交的方法（如Mutmap）相比，在時間成本和測序費用成本上均更具有優(yōu)勢。利用M2-seq方法，在不知道突變植株的野生型變異信息情況下，通過M2群體之間的相互比較，背景變異即可被有效去除。此外，利用ΔSNP-index的絕對值可有效去除由相鄰?fù)蛔兊任换虻呐懦膺B鎖引起的突變頻率信號波動，從而有助于定位靶基因中的因果突變。該研究展示了M2-seq在10個獨立的大豆M2突變體群體中成功定位因果突變。研究表明，基于M2世代的M2-seq方法可加速基因定位，尤其是在世代間隔較長的植物物種中。

 

　　相關(guān)研究成果以A robust and rapid candidate gene mapping pipeline based on M2 populations為題，發(fā)表在Frontiers in Plant Science上。東北地理所博士研究生周煌凱為論文第一作者，馮獻(xiàn)忠為論文通訊作者。研究工作獲得國家重點研發(fā)計劃的資助。

　　M2-seq的原理和分析過程示意圖。（A）變異過濾過程概述。（B）定位攜帶因果突變的基因組區(qū)域的原理圖。ΔSNP-index絕對值曲線（紅色曲線）用于識別因果突變區(qū)域