大豆含硫氨基酸相关酶基因发掘.pdf

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1、遗Hereditas(Beijing)2014年9,EJ，36(9)：934—942WWW．chinagene．cn研究报告大豆含硫氨基酸相关酶基因发掘邱红梅，郝文媛，高淑芹，马晓萍，郑宇宏，孟凡凡，范旭红，王洋，王跃强，王曙明大豆国家工程研究中心，吉林省农业科学院大豆研究所，长春130033摘要：大~(Glycinemax)含硫氨基酸合成途径中的酶基因是含硫氨基酸组分的重要调控基因，发掘相关酶基因对高含硫氨基酸分子育种具有重要意义。文章采用大豆物理与遗传整合图谱，通过BioMercator2．1将113个含硫氨基酸合成途径酶基因及3

2、3个控制含硫氨基酸含量的QTL整合到遗传图谱ConsensusMap4．0上，依据酶基因位点与QTL的一致性以及QTL的效应值，初步筛选到16个与含硫氨基酸合成相关的候选基因。通过生物信息学方法对候选基因进行拷贝数、SNP、表达谱等分析，鉴定到12个相关酶基因，分别位于Dla、M、A2、K和G等8个连锁群上。生物信息学分析显示这些基因所在QTL可解释含硫氨基酸遗传变异的6．O％～38．5％，其中9个基因的间接效应值超过10％。12个相关酶基因参与含硫氨基酸代谢的重要途径，且多在子叶、花中高丰度表达，存在丰富的SNP。这些基因可作为候选

3、基因进行功能标记开发，将为大豆分子设计育种奠定基础。关键词：大豆；含硫氨基酸；合成途径；酶基因；生物信息学Geneminingofsulfur-containingaminoacidmetabolicenzymesinsoybeanHongmeiQiu，WenyuanHao，ShuqinGao，XiaopingMa，YuhongZheng，FanfanMeng，XuhongFan，YangWang，YueqiangWang，ShumingWangNationalEngineeringResearchCenterforSoybean，S

4、oybeanResearchInstitute，JilinAcademyofAgriculturalSciences，Changchun130033，ChinaAbstract：Thegenesofsulfur．containingaminoacidsynthetasesinsoybeanareessentialforthesynthesisofsu1．fur-containingaminoacids．Geneminingoftheseenzymesisthebasisforthemolecularassistantbreedingo

5、fhighsul—fur—containingaminoacidsinsoybean．Inthisstudy，usingsoftwareBioMercator21，113genesofsulfur—containingamino．acidenzymesand33QTLscontrollingthesulfur-containingaminoacidscontentweremappedontoConsensusM叩4．0，which收稿日期：2014-01-14；修回日期：2014-05-06基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划

6、)项目(编号：2012AA101106)，现代农业产业技术体系项目(编号：CARS一04-PSl1)，吉林省创新工程项目(编号：C32120402)，吉林省自然科学基金项目(编号：20140101142JC)和东北农业大学大豆生物学教育部重点实验室开放基金项目(编号：SB12A02)资助作者简介：邱红梅，硕士研究生，专业方向：大豆种质资源保存与创新。Tel：0431．87063237；E．mail：qhm2001．2005@163．corn；郝文媛，博士研究生，专业方向：大豆基因资源发掘与利用。E．mail：wenyuanh@163．

7、oom邱红梅和郝文嫒同为第一作者。通讯作者：王曙明，博士，研究员，研究方向：大豆分子遗传育种。E．mail：shumingw@263．netDOI：l0．3724／SP．J．1005．2014．0934网络出版时间：2014—8—1214：17：59URL：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／11．1913．R．20140812．1417．002．html第9期邱红梅等：大豆含硫氨基酸相关酶基因发掘935wasintegratedbygeneticandphysicalmapsofsoybean．Sixte

8、encandidategenesassociatedtothesynthesisofsul—fur—containingaminoacidswerescreenedbasedonthesyntenybetweengene