加拿大拉瓦尔大学最新学术关于豆类作物的研究

加拿大拉瓦尔大学最新学术关于豆类作物的研究

　   加拿大拉瓦尔大学的历史可追溯到1663年，该校也是加拿大第一所大学。它的前身是由新法兰西的第一位主教—拉瓦尔的弗兰主教在法国国王路易十四的授权下成立了魁北克研究院。

　   近日拉瓦尔大学研究，大豆是世界上最重要的豆类作物。但是，其耕地面积的迅速扩大为许多病原体创造了新的生态位。其中，大豆疫霉（Kaufmann和Gerdemann）被列为世界上最具破坏力的大豆病害之一。控制它的最常见方法是将称为Rps（对大豆疫霉的抗性）的抗性基因渗入优良品种中，但这对大豆假单胞菌施加了很高的选择压力，导致新的致病性类型的发展。因此，需要更持久的抗药性来管控大豆疫霉。一种补充方法是开发对多种病原体更为持久有效的数量性状基因座（QTL）。大豆对大豆疫霉菌的部分抗性（PR）的多个QTL已被报道。但是，有关这些QTL中基因的确切性质和作用的信息有限。

　　研究针对大豆疫霉菌的PR的主要挑战之一是缺乏可靠的方法来精确鉴定表型。确实，最常见的检测方法（the layer testthe tray test）主要提供PR的定性估计，在存在Rps基因的情况下可能会产生偏差。Lebreton开发的水培测定法再现了大豆-疫霉菌互作的关键步骤，并允许同时接种覆盖所有病原体的分离株，从而消除了Rps基因的可能作用。加拿大留学咨询

　　由于对大豆疫霉的水平抗性基因来源有限，在加拿大，由于生长季节短，需要早熟大豆品种，这一问题更加突出。因此，据报道表现出高水平的PR的代表了难得的机遇。2019年11月21日，加拿大拉瓦尔大学植物科学系Richard Bélanger教授实验室在Plant Biotechnology Journal发表题为‘Integrated QTL mapping,gene expression and nucleotide variation analyses to investigate complex quantitative traits:a case study with the soybean‐Phytophthora sojae interaction’的研究论文。该研究以早熟品系PI 449459为基础，通过使用优化的GBS和新的表型鉴定方法，旨在使用衍生自不同PR的早熟父母本的重组自交系（RIL）群体鉴定含有PR的QTL。为了更高效鉴定QTL中PR相关的推定基因，利用RNA-seq方法（BioProject ID：PRJNA574764）结合生物信息学预测工具来检测基因表达以及序列的变异，以鉴定最相关的候选基因。检测基因表达以及序列的变异，以鉴定最相关的候选基因。

        该研究使用水培法对F5:6RIL群体进行评估，并结合针对所有常见Rps基因的病原体混合接种液，得到了从植物死亡到严重腐烂到低根腐烂以及几乎没有症状的广泛响应，为适应QTL分析此响应可使用校正干重（CDW）这一单个变量进行量化。当在21 dpi下测量RIL的CDW（接种干重与对照干重）时，获得了广泛的表型变异。

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       随后对PI 449459和Misty的F5后代进行GBS测序，总共产生了1078个非冗余SNP。然后使用这组SNP构建一个连锁图谱。使用QTL IciMapping V 4.1包容性复合区间作图鉴定了两个来自PI 449459的QTL，它们与RIL群体中的大豆疫霉菌PR相关，位于第13和19号染色体（分别称为QTL-13和QTL-19）上，分别解释了表型变异的17.6％和13.1％。QTL-13和-19间隔分别包含204和66个候选基因。为了减少候选基因的数量，通过在感染和对照条件下对抗性和易感亲本的转录组测序，研究了这些基因的响应感染表达以及位于其编码区内的核苷酸变异的对功能的可能影响，SNP的作用是用Variant Effect Predictor生物信息学工具（Ensembl.org）确定的，并使用Polyphen-2检查可能修饰蛋白质折叠的SNP。该分析揭示了分别位于QTL-13和-19的三个和五个候选基因中的11个SNP。最终发现，NBS-LRR Glyma.13G190400和AP2/ERF型转录因子Glyma.19G262700是通过表达和核苷酸变异分析鉴定的唯一基因，这使其成为大豆PR大豆进一步功能表征研究的极有希望的候选基因，qRT验证表明抗性基因型的AP2/ERF型转录因子Glyma.19G262700在感染过程的早期阶段（4 dpi）上调了9倍，Glyma.13G190400在易感基因型中表达高7倍。据报道，AP2/ERF型转录因子在水稻，小麦，大麦和大豆等几种经济上重要的农作物对生物胁迫的耐受性中起着至关重要的作用。拉瓦尔大学

       1852年，维多利亚女王颁布了皇家宪章将魁北克研究院改为拉瓦尔大学。1878年拉瓦尔大学在蒙特利尔建立了新校区，此校区以高等教育为主。1920年蒙特利尔校区改为蒙特利尔大学。拉瓦尔大学是加拿大第一所大学，也是北美洲第一所法语授课的高等教育院校。

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