近日,中國農業科學院作物科學研究所的水稻分子設計技術與應用創新團隊和大豆優異基因資源發掘與創新利用團隊聯手,升級功能基因組育種FGB(Functional Genomics Breeding)范式,聯合搭建大豆代表性種質組學數據庫,為將我國大豆種質資源優勢轉變為基因資源優勢和品種優勢提供重要信息平臺和挖掘工具。8月2日,相關研究成果在線發表在《Science Bulletin》。
據邱麗娟研究員介紹,種質資源是作物育種的重要物質基礎,是國家戰略性資源。大豆起源于中國,我國大豆種質資源在世界上最為豐富。在這個組學時代,海量多組學數據不斷產生,如何充分共享組學數據是一直困擾著大豆種質資源工作者的重要問題。
研究團隊在2214份代表性大豆種質資源(2K-SG)重測序(SCIENCE CHINA Life Sciences, 2022)和表型采集基礎上,采用自主創立的FGB范式開展數據平臺搭建工作。該范式于2015年發布在《科學通報》,首次應用于水稻數據庫構建(https://www.rmbreeding.cn),并于2020年完成首度升級(Plant Biotechnology Journal,2020)。針對大豆在基因組和種質資源等方面的特點及用戶需求差異,研究團隊再次升級并拓展FGB范式,建立了SoyFGB v2.0數據平臺(https://sfgb.rmbreeding.cn)。
SoyFGB v2.0數據平臺的先進性主要表現在以下3個方面。一是提供離散值的表型數據來幫助用戶識別用于育種或遺傳研究的“有用”種質資源,實現了2K-SG的33個數量性狀與9個質量性狀的非下載共享。二是用戶可以利用SoyFGB或用戶自有的未公開表型數據來實現表型和單倍型變異的相關性在不同基因組分辨率下的在線解析。三是一旦獲得基因組作圖定位與表型性狀相關區域,使用“搜索”和“瀏覽”模塊,用戶可以獲取2K-SG 的基因組變異,用于實驗驗證。根據用戶實際體驗,與傳統Excel表格輔助進行單倍型分析相比,采用SoyFGBv2.0進行特定基因的單倍型分析能夠提高效率近60倍。總之,SoyFGB v2.0的發布將不僅極大地促進大豆種質資源的單倍型挖掘,而且為大豆種質資源組學數據共享和挖掘提供一個通用新范式。
作科所鄭天清副研究員和李英慧研究員為論文共同第一作者,邱麗娟研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國農業科學院國際合作、創新工程、基本科研業務費(平臺項目)和比爾蓋茨基金項目資助。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.scib.2022.08.001