大豆抗大豆花叶病毒等位基因的发掘和功能鉴定

大豆种质资源中蕴含了丰富的抗病等位基因。为了高效发掘大豆中抗大豆花叶病毒(Soybean Mosaic Virus，SMV)病的优异等位基因，本项目利用192份大豆材料组成的自然群体，一方面进行候选基因IFS1，IFS2，F3H与大豆对SMV主要流行株系SC-3、SC-7、SC-8和SC-11抗性的关联作图；另一方面，通过全基因组关联作图的方法，从整个大豆基因组范围内寻找新的候选基因，发掘候选基因中蕴含的对SMV抗性有正向贡献的功能等位变异，并通过病毒诱导的基因沉默 (Virus Induced Gene Silencing，VIGS)技术和大豆转基因技术对所发现的候选等位基因进行功能鉴定，为全面发掘与SMV抗性相关的等位基因及阐明大豆对SMV抗性机制奠定基础，也可为有针对性地根据不同基因型个体对SMV株系的反应来进行个性化育种设计提供理论依据。

本青年科学基金项目的整体思路是通过候选基因关联作图和全基因组关联作图两个方面来发掘与大豆花叶病毒(soybean mosaic virus, SMV)抗性相关的优异等位基因。进行关联作图，群体的选择至关重要。我们确立了一个由192份大豆地方品种组成的自然群体，取材覆盖了从北纬19-49°，东经106-131°的范围，覆盖了中国大豆的所有六个生态区，有较好的代表性。并选择了1536个平均分布于大豆基因组的SNPs位点设计了Illumina GoldenGate 芯片，对192份大豆材料进行了SNPs分型。利用SC-3和SC-7株系对该群体进行多年多次接种鉴定，获得了可靠的表型数据。候选基因关联作图结果表明候选基因IFS1，IFS2， F3H1，F3H2中均存在与大豆SMV抗性显著相关的位点。全基因组关联分析共检测到25个SNPs位点与大豆SMV抗性显著相关，对这些SNPs位点进行了基因注释，并分别在抗性材料科丰1号和感性材料南农1138-2进行了诱导表达分析，结果有三个基因的表达水平存在显著变化，特别值得关注的是其中有两个是抗性相关基因。针对本项目所发掘的候选等位基因，已经设计了TALENs基因表达载体，并进一步进行转基因验证和抗病机理研究。发表相关SCI论文5篇，包括PLOS One，TAG，planta等，申报并获得国家发明专利授权一项。