单引物富集技术研究生菜种质多样性的新基因组资源
一种新颖的高通量基因分型方法——应用于生菜，研究了来自欧洲、美洲和亚洲 10 个国家的 160 个生菜品种的遗传多样性，并识别支撑重要农艺性状的基因组区域。
近年来，研究作物基因组多样性的技术取得了非凡的进步，单引物富集技术 (SPET) 等新颖的方法提供了有前景且具有成本效益的机会。迄今为止，SPET 已应用于多种农作物，例如玉米、杨树、油棕、番茄、茄子和桃子，显示了其对种质收集和杂交群体进行基因分型的能力。
在欧洲植物遗传资源合作计划 ( ECPGR ) 欧洲评估网络 (EVA)的背景下，欧洲研究人员联盟首次将 SPET 用于生菜 ( Lactuca sativa L.) ，目的是研究其遗传多样性并确定支撑重要农艺性状的基因组区域。
生菜是一种重要的商业作物，因其纤维含量和低热量而广受消费者青睐。它也是维生素 C、铁、叶酸和各种有益健康的营养素的良好来源。
“鉴于生菜基因分型缺乏经济有效的选择，EVA Network 决定与 IGATech 一起为该作物设计一个 SPET 检测组，并将其应用于 155 个生菜品种和 5 个密切相关的野生品种的收集中。该研究的主要作者、意大利 CREA 的高级研究员 Pasquale Tripodi 说。
EVA 计划由 ECPGR 于 2019 年发起，旨在提高对作物遗传多样性的了解，并利用其培育更具复原力的作物，从而解决农业面临的主要问题。
“EVA 生菜网络是目前五个针对特定作物的公私合作伙伴关系之一，它将育种公司、基因库和研究机构聚集在一起，共同为欧洲基因库中提供的众多种质和地方品种生成表型和基因型评估数据，”Sandra Goritschnig 解释道， EVA 计划的协调员和该研究的合著者。
研究中的植物材料是在 EVA 生菜网络的框架内选择的，源自四个欧洲基因库的种质收藏：植物遗传资源研究所“K.Malkov”(保加利亚)、荷兰遗传资源中心、水果和豆类遗传与改良、植物生物学和育种、INRAe(法国)和北欧遗传资源中心(NordGen)(瑞典)。研究的基因型涵盖来自欧洲、美洲和亚洲十个不同国家的品种、育种材料和地方品种，包括不同的园艺类型，如黄油头、冰山、罗马生菜、巴达维亚、脆皮，并在三个国家的多地点田间试验中进行了表型分析。
为什么选择SPET?
与其他基因分型方法相比，SPET结合了芯片和高通量测序的优点，并且具有检测新的单核苷酸多态性(SNP)的高能力，这些变异是决定物种个体之间多样性的遗传序列变异。
“拥有大量的 SNP 可以提高我们了解集合的遗传多样性并研究某些基因组区域所发挥的功能的能力。在我们的案例中，我们设计了针对 40,000 个 SNP 的 SPET 检测，并成功覆盖了高达 96% 的基因丰富区域，而之前使用不同基因分型技术对生菜进行的研究仅覆盖了 27.6%。这证明了 SPET 的有效性。”Tripodi 说道。此外，与其他测序方法不同，使用固定探针组可以保证不同实验室之间测定的重现性。它还促进建立可以利用可互操作标记的更大的科学界。
该分析产生了超过 80,000 个高质量的 SNP，使研究人员能够根据类型和地理来源对种质进行分组，并确定种子颜色、叶子颜色、叶子花青素含量和抽苔时间的基因关联。
“我们对 SPET 在生菜中的这一新应用感到非常兴奋，它证实了之前的发现，完善了我们对一些农艺性状的基因组位置的了解，并证明了 SPET 调查种质资源遗传多样性的能力，从而可以更好地表征的生菜收藏。对于生菜育种者和研究人员来说，SPET 面板将是一种经济高效的工具。”Goritschnig 总结道。
EVA是欧洲植物遗传资源合作计划(ECPGR)的一项国际倡议，旨在增加作物遗传多样性的利用以及植物育种中利益相关者的多样性。通过特定作物的公私合作伙伴关系，EVA 为欧洲基因库中提供的众多作物种质和地方品种生成标准化评估数据(表型和基因型)。EVA 由德国联邦食品和农业部资助。
ECPGR 由国际生物多样性联盟和 CGIAR 研究中心 CIAT 主办。
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