廣東省農業科學院作物研究所甘薯研究團隊同合作者，通過成功構建甘薯等位基因劑量變異圖譜，首次揭示了23個關鍵農藝性狀相關的劑量QTL，明確了劑量QTL對性狀變異的貢獻，闡明了等位基因劑量調控參與甘薯性狀改良的遺傳規律。相關成果12月12日發表于《自然-植物》（Nature Plants）。
論文共同通訊作者、廣東省農業科學院作物研究研究員王章英表示，該研究成果標志著甘薯重要性狀遺傳解析研究取得重大突破，不僅為甘薯育種提供了寶貴的遺傳資源，為甘薯及其他多倍體作物的分子設計育種提供了新的理論依據。
甘薯是世界上重要的糧食作物，其基因組由六套染色體組成，這種遺傳復雜性賦予多倍體物種更豐富的表型變異和適應性，但也使育種選擇變得更加困難。
王章英團隊聯合中國農業科學院作物研究所研究員付俊杰、美國康奈爾大學教授費章君、中國科學院華南植物園副研究員劉旭、重慶師范大學副研究員李明等研究人員，在國家重點研發計劃、國家甘薯產業技術體系等項目的資助下，通過對294份甘薯核心種質進行深度測序，構建了等位基因劑量變異圖譜。該圖譜定量了等位變異在六套染色體上的拷貝數，結合23個關鍵農藝性狀，闡明了等位基因劑量對性狀表型調控具有顯著影響。
同時，該研究回顧了甘薯育種史，發現育種家對劑量QTL無意識地選擇，促使現代育成種從單位點-多位點共同劑量累積了更多的優勢等位變異。為了驗證以上發現，研究人員對關鍵候選基因IbEXPA4進行驗證，發現了基因上游等位變異劑量抑制IbEXPA4基因表達，進而促進薯塊膨大，闡明了等位變異、基因表達、表型調控三者之間的劑量調控關系。
該研究首次從等位基因劑量角度去探究多倍體甘薯的基因組育種規律，為甘薯分子設計育種提供重要的理論指導，也為全球多倍體作物的遺傳改良提供了新的視角。
相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41477-024-01873-y
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