近日，中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所飼草育種與栽培創新團隊鑒定出與苜蓿根系結構相關SNP標記，并結合機器學習模型和關聯SNP標記提高了根系結構性狀預測的準確性。相關研究成果以“The whole-genome dissection of root systemarchitecture provides new insights for the geneticimprovement of alfalfa （ Medicago sativa L.）”為題發表在《園藝研究（Horticulture Research）》上。
紫花苜蓿是多年生豆科牧草，具有產草量高、營養價值豐富、適口性好、適應性強等特點，素有“牧草之王”之美譽。紫花苜蓿根系結構復雜，不僅為自身生長提供養分，同時可以改善土壤結構，培肥地力。然而，關于紫花苜蓿根系結構（RSA）及其發育的遺傳機制尚未明確。
研究人員對苜蓿核心種質的6個RSA性狀與5個產量相關性狀進行相關性分析，在正常澆水與干旱處理下，均發現根干重（RDW）與飼草干重（DW）顯著正相關。6個RSA性狀的GWAS分析定位到60個顯著關聯的SNP，這些標記附近的基因主要在根系發育、激素合成和信號傳導以及形態發育相關的GO條目中富集，其中包括19個高置信度的候選基因，如： ARF ， LBD 和 WOX 等轉錄因子。單倍型分析結果表明，飼草干重DW隨著RSA相關的有利單倍型數量增加而增加，而現代栽培品種中RSA相關有利單倍型數量較野生材料和地方品種并未表現出顯著差異。將顯著關聯的SNP標記結合機器學習模型進行全基因組預測（GP），準確性可達0.7～0.8之間。該研究為實現苜蓿育種過程中根系性狀的高效選擇提供了有利依據。
中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所博士生蔣學乾和碩士生曾祥翠為論文第一作者，康俊梅研究員和楊青川研究員為共同通訊作者。該研究得到了中國農業科學院創新工程和國家重點研發計劃等項目的資助。
原文鏈接：DOI:https://doi.org/10.1093/hr/uhae271
日期：2025-02-05
紫花苜蓿是多年生豆科牧草，具有產草量高、營養價值豐富、適口性好、適應性強等特點，素有“牧草之王”之美譽。紫花苜蓿根系結構復雜，不僅為自身生長提供養分，同時可以改善土壤結構，培肥地力。然而，關于紫花苜蓿根系結構（RSA）及其發育的遺傳機制尚未明確。
研究人員對苜蓿核心種質的6個RSA性狀與5個產量相關性狀進行相關性分析，在正常澆水與干旱處理下，均發現根干重（RDW）與飼草干重（DW）顯著正相關。6個RSA性狀的GWAS分析定位到60個顯著關聯的SNP，這些標記附近的基因主要在根系發育、激素合成和信號傳導以及形態發育相關的GO條目中富集，其中包括19個高置信度的候選基因，如： ARF ， LBD 和 WOX 等轉錄因子。單倍型分析結果表明，飼草干重DW隨著RSA相關的有利單倍型數量增加而增加，而現代栽培品種中RSA相關有利單倍型數量較野生材料和地方品種并未表現出顯著差異。將顯著關聯的SNP標記結合機器學習模型進行全基因組預測（GP），準確性可達0.7～0.8之間。該研究為實現苜蓿育種過程中根系性狀的高效選擇提供了有利依據。
中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所博士生蔣學乾和碩士生曾祥翠為論文第一作者，康俊梅研究員和楊青川研究員為共同通訊作者。該研究得到了中國農業科學院創新工程和國家重點研發計劃等項目的資助。
原文鏈接：DOI:https://doi.org/10.1093/hr/uhae271
日期：2025-02-05
