基于SNP标记的全基因组和候选基因关联分析发掘大豆花叶病毒病抗性基因

大豆花叶病毒病（Soybean mosaic virus,SMV）是我国各大豆产区普遍发生的重要病害之一，严重影响大豆产量和品质。由于抗病过程由许多基因共同参与，性状与基因之间形成了复杂的网络系统，这给基因的挖掘带来难度。关联分析，因具有广度大、精度高和无需构建专门的作图群体等优点，近几年成为作物数量抗性分析的一条有效途径。. 本项目首次用全基因和候选基因关联分析法研究大豆花叶病毒病抗性，首先，构建用于关联分析的自然群体，并对群体进行SMV抗性鉴定。其次，基于候选基因发掘SNP标记20个并从新一代大豆遗传整合图谱中选择SNP标记120个，对自然群体进行分析，最后，利用关联分析方法对表型性状和分子数据进行分析，获得与抗病相关的等位基因。在此基础上，对初步预测为具有功能的候选基因，进行进一步的功能验证，为转基因培育抗病品种提供可靠和丰富的基因资源。

用分布于全基因组的98个SSR标记和617个SNP标记分析236份大豆地方品种的遗传变异、群体结构和连锁不平衡。在考虑群体结构的条件下，应用关联分析的方法鉴定与大豆花叶病毒SC3和SC7抗性有关的性状位点。结果表明：（1）从236份种质中筛选出本地大黄豆、东山白马豆、黄秆豆、毛豆等10份双抗（高抗）SMV流行株系SC3和SC7的材料，为大豆抗SMV育种奠定材料。（2）该群体遗传变异丰富。98个SSR位点和617个SNP位点分别检测出1345个和1221个等位变异。（3）通过生物信息学分析，发现在第2、13和14号染色体上由33个抗病候选基因，并形成了5个NBS-LRR基因簇，其中在29个基因中共发现了41个SNP标记（4）在公共图谱上不论共线性的或是非共线性的SSR位点组合都有一定程度的连锁不平衡，说明历史上发生过连锁群间的重组。得到统计概率（P<0.01）支持的不平衡成对位点比例较大，占总位点组合的48%。共线位点D’值随遗传距离衰减较快。（5）群体SSR数据遗传结构分析发现参试群体分为3个亚群，亚群的划分与群体地理生态类型相关联，证实地理生态类型划分有其遗传基础。（6）用关联分析方法得到与大豆花叶病毒SC3和SC7关联的标记14个（P<0.01）。3个位点所在的连锁群上存在已报道的大豆花叶病毒抗性位点，其中位于13号染色体上的位点BARC-031493-07101与SC3和SC7两个株系的抗性相关联。（7）克隆了我国大豆花叶病毒SC7株系的外壳蛋白（CP）基因。在致病性反应上，SC7的毒力比美国的毒株更强些。在分子水平上，与美国花叶病毒株系存在氨基酸差异。特别是SC7株系 N端与蚜传有关的保守基序DAG变为DAD。本研究是性状/标记关联分析在大豆抗性分析中的初步尝试，在本研究初步分析基础上可进一步完善群体标记和表型鉴定技术，加大标记密度并结合连锁定位等方法。本项目基本按计划执行。群体对株系的抗性鉴定只能在每年的4-5月份在大棚中进行，第一年发病情况较好，第二年因天气原因（气温偏高），病毒活力受到影响，所以第三年重新进行了抗性鉴定，因此在时间上有些仓促，与本项目直接相关的2篇论文1篇已投稿，另1篇正在撰写中。