加拿大拉瓦爾大學(xué)最新學(xué)術(shù)關(guān)于豆類作物的研究

　   加拿大拉瓦爾大學(xué)的歷史可追溯到1663年，該校也是加拿大第一所大學(xué)。它的前身是由新法蘭西的第一位主教—拉瓦爾的弗蘭主教在法國國王路易十四的授權(quán)下成立了魁北克研究院。

　   近日拉瓦爾大學(xué)研究，大豆是世界上最重要的豆類作物。但是，其耕地面積的迅速擴(kuò)大為許多病原體創(chuàng)造了新的生態(tài)位。其中，大豆疫霉（Kaufmann和Gerdemann）被列為世界上最具破壞力的大豆病害之一?？刂扑淖畛Ｒ姺椒ㄊ菍⒎Q為Rps（對(duì)大豆疫霉的抗性）的抗性基因滲入優(yōu)良品種中，但這對(duì)大豆假單胞菌施加了很高的選擇壓力，導(dǎo)致新的致病性類型的發(fā)展。因此，需要更持久的抗藥性來管控大豆疫霉。一種補(bǔ)充方法是開發(fā)對(duì)多種病原體更為持久有效的數(shù)量性狀基因座（QTL）。大豆對(duì)大豆疫霉菌的部分抗性（PR）的多個(gè)QTL已被報(bào)道。但是，有關(guān)這些QTL中基因的確切性質(zhì)和作用的信息有限。

　　研究針對(duì)大豆疫霉菌的PR的主要挑戰(zhàn)之一是缺乏可靠的方法來精確鑒定表型。確實(shí)，最常見的檢測方法（the layer testthe tray test）主要提供PR的定性估計(jì)，在存在Rps基因的情況下可能會(huì)產(chǎn)生偏差。Lebreton開發(fā)的水培測定法再現(xiàn)了大豆-疫霉菌互作的關(guān)鍵步驟，并允許同時(shí)接種覆蓋所有病原體的分離株，從而消除了Rps基因的可能作用。加拿大留學(xué)咨詢

　　由于對(duì)大豆疫霉的水平抗性基因來源有限，在加拿大，由于生長季節(jié)短，需要早熟大豆品種，這一問題更加突出。因此，據(jù)報(bào)道表現(xiàn)出高水平的PR的代表了難得的機(jī)遇。2019年11月21日，加拿大拉瓦爾大學(xué)植物科學(xué)系Richard Bélanger教授實(shí)驗(yàn)室在Plant Biotechnology Journal發(fā)表題為‘Integrated QTL mapping,gene expression and nucleotide variation analyses to investigate complex quantitative traits:a case study with the soybean‐Phytophthora sojae interaction’的研究論文。該研究以早熟品系PI 449459為基礎(chǔ)，通過使用優(yōu)化的GBS和新的表型鑒定方法，旨在使用衍生自不同PR的早熟父母本的重組自交系（RIL）群體鑒定含有PR的QTL。為了更高效鑒定QTL中PR相關(guān)的推定基因，利用RNA-seq方法（BioProject ID：PRJNA574764）結(jié)合生物信息學(xué)預(yù)測工具來檢測基因表達(dá)以及序列的變異，以鑒定最相關(guān)的候選基因。檢測基因表達(dá)以及序列的變異，以鑒定最相關(guān)的候選基因。

        該研究使用水培法對(duì)F5:6RIL群體進(jìn)行評(píng)估，并結(jié)合針對(duì)所有常見Rps基因的病原體混合接種液，得到了從植物死亡到嚴(yán)重腐爛到低根腐爛以及幾乎沒有癥狀的廣泛響應(yīng)，為適應(yīng)QTL分析此響應(yīng)可使用校正干重（CDW）這一單個(gè)變量進(jìn)行量化。當(dāng)在21 dpi下測量RIL的CDW（接種干重與對(duì)照干重）時(shí)，獲得了廣泛的表型變異。

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       隨后對(duì)PI 449459和Misty的F5后代進(jìn)行GBS測序，總共產(chǎn)生了1078個(gè)非冗余SNP。然后使用這組SNP構(gòu)建一個(gè)連鎖圖譜。使用QTL IciMapping V 4.1包容性復(fù)合區(qū)間作圖鑒定了兩個(gè)來自PI 449459的QTL，它們與RIL群體中的大豆疫霉菌PR相關(guān)，位于第13和19號(hào)染色體（分別稱為QTL-13和QTL-19）上，分別解釋了表型變異的17.6％和13.1％。QTL-13和-19間隔分別包含204和66個(gè)候選基因。為了減少候選基因的數(shù)量，通過在感染和對(duì)照條件下對(duì)抗性和易感親本的轉(zhuǎn)錄組測序，研究了這些基因的響應(yīng)感染表達(dá)以及位于其編碼區(qū)內(nèi)的核苷酸變異的對(duì)功能的可能影響，SNP的作用是用Variant Effect Predictor生物信息學(xué)工具（Ensembl.org）確定的，并使用Polyphen-2檢查可能修飾蛋白質(zhì)折疊的SNP。該分析揭示了分別位于QTL-13和-19的三個(gè)和五個(gè)候選基因中的11個(gè)SNP。最終發(fā)現(xiàn)，NBS-LRR Glyma.13G190400和AP2/ERF型轉(zhuǎn)錄因子Glyma.19G262700是通過表達(dá)和核苷酸變異分析鑒定的唯一基因，這使其成為大豆PR大豆進(jìn)一步功能表征研究的極有希望的候選基因，qRT驗(yàn)證表明抗性基因型的AP2/ERF型轉(zhuǎn)錄因子Glyma.19G262700在感染過程的早期階段（4 dpi）上調(diào)了9倍，Glyma.13G190400在易感基因型中表達(dá)高7倍。據(jù)報(bào)道，AP2/ERF型轉(zhuǎn)錄因子在水稻，小麥，大麥和大豆等幾種經(jīng)濟(jì)上重要的農(nóng)作物對(duì)生物脅迫的耐受性中起著至關(guān)重要的作用。拉瓦爾大學(xué)

       1852年，維多利亞女王頒布了皇家憲章將魁北克研究院改為拉瓦爾大學(xué)。1878年拉瓦爾大學(xué)在蒙特利爾建立了新校區(qū)，此校區(qū)以高等教育為主。1920年蒙特利爾校區(qū)改為蒙特利爾大學(xué)。拉瓦爾大學(xué)是加拿大第一所大學(xué)，也是北美洲第一所法語授課的高等教育院校。

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