大豆是人类食用、家禽和牲畜饲料的主要膳食蛋白。探索增加大豆籽粒蛋白遗传增益的分子方法一直是大豆育种者和遗传学家面临的主要挑战之一。
近日，河北省农林科学院粮油作物所大豆中心在Frontiers in plant science在线发表了题为“Identification of Candidate Genes and Genomic Selection for Seed Protein in Soybean Breeding Pipeline”的研究论文。这项成果是大豆中心在大豆产量、抗病性、籽粒氨基酸组分基因组选择成果的基础上发表的第一篇有关大豆蛋白候选基因鉴定及基因组选择育种应用的论文。目前，大豆中心已经建立了针对不同性状的自然群体大豆全基因组选择的初步体系和平台。
该研究报道了大豆籽粒蛋白候选基因鉴定和全基因组选择研究。利用包含有丰富等位变异的自然群体和由冀豆12和野生大豆衍生出的重组自交系群体联合定位籽粒蛋白相关的QTL，发现6号染色体上QTL（Chr06_18844283-19315351）是一个新的位点，在这个区域包括7个候选基因，Chr6_19172961 位置的HAP. XAA 单倍型与高蛋白含量相关。随后在大豆籽粒蛋白的全基因组选择中，展开基于基因组关联分析获得的22个效应SNPs和22-10115个随机 SNPs集、训练集与测试集间样本大小比率以及不同的统计模型等因素对预测准确度影响的研究。结果表明，基因组选择的准确度取决SNP集和训练群体的大小，基于 GWAS 的效应SNP 的全基因组选择准确高于随机22 SNPs-500 SNPs的选择准确度，随机标记数大于2000 时全基因组选择达到平台期。两种统计模型贝叶斯 LASSO 和 rrBLUP 计算结果相似。
本研究中鉴定的 SNPs 标记以及其他信息对于建立有效的分子标记辅助选择 (MAS) 和 全基因组选择（GS）育种流程以提高大豆籽粒蛋白含量，指导大豆高蛋白育种至关重要。
粮油作物研究所秦君研究员为第一作者，张孟臣研究员、杨春燕研究员与阿肯色大学施爱农副教授为共同通讯作者。