张德强教授团队在林木分子育种研究领域取得重要进展

如何建立完善的数量性状遗传研究策略，深入阐明数量性状的基因组遗传结构与调控机制，是长期困扰遗传学家研究的难点问题。特别是对于生长周期长、遗传背景复杂、研究基础薄弱的林木而言，如何利用模式树种基因组信息，建立系统的数量性状解析新策略，并以此来构建高效的分子设计育种理论，从而加速林木遗传改良进程，一直是林木分子育种研究的最前沿与关注热点。为此，张德强教授团队在开创数量性状加性、显性和上位性联合解析策略的基础上，历经六年攻关，在对杨树不同类型群体进行大规模表型与分子数据测定与统计分析的基础上，在全球范围内率先完成了林木数量性状“连�?连锁不平衡联合作图”研究工作，研究成果近期在线发表于国际著名植物学杂志《New Phytologist》上（影响因子为7.672）�

研究�?200株杨树家系群体为材料，利用基因内SSRs、InDels与AFLPs构建了包�?9个连锁群�?274个标记的高密度、高析度遗传连锁图谱，覆盖杨树基因组长度�?6.9%，标记间距为2.3 cM；特别是，对参与木材形成�?14个关键基因进行了精细定位。随后，基于图谱锚定的基因标记信息，通过开展遗传图谱与基因组序列比较作图，获取了控制生长性状�?3个QTLs 在杨树参考基因组不同染色体上的同源片段，发现并注释了843个基因；进一步利用杨树高/低生物量转录组测序数据库，筛选出QTLs包含�?87个差异表达基因，实现了利用参考基因组与高通量转录组数据系统剖析QTL区段遗传信息的设想。最后，利用435株毛白杨种质资源群体重测序数据（15?覆盖度），对187个差异基因内10046个常见SNPs 与株高、胸径及材积等生长性状进行了多基因加性、显性与上位性关联作图研究。基于上述QTLs 作图与关联作图联合策略，确定了在两个作图群体内具有相同加�?显性遗传效应的63个基因（202个显著SNPs），揭示了杨树生长性状复杂的遗传等位变异模式，建立了映射生长性状多基因联合作用的上位性互作网络。最终，基于QTLs遗传效力检测与SNPs关联显著性分析结果，在QTL区域内发现了控制生长性状�?1个关键遗传或调控因子，其功能主要涉及细胞壁生物合成、光合作用、细胞分化、跨膜转运与离子运输、转录调控等，为林木目标性状的遗传改良提供了重要的理论基础。研究设计强调了连锁-连锁不平衡联合作图策略在揭示树木重要数量性状遗传结构方面的优势，为林木、花卉及其它非模式作物QTLs精细作图提供了崭新的策略与重要的参考�

研究成果受到林木分子育种领域多位权威专家的关注与高度评价，美国农业部森林研究所主任、《New Phytologist》副主编Andrew Groover在来信中提到：“该实验设计的系统性与数据量的丰富性令人赞叹，整个设计思路与研究结论激起了多名专业评审人的热情，利用联合作图策略解析林木生长性状遗传结构的研究将会给从事林木分子基础研究的科学家提供重要的学术思路和研究手段”。美国科学院院士、国际著名林木遗传学家Ronald Sederoff教授对该研究同样给予了高度评价：“该研究的深度值得称赞，展示了令人难以置信的数据量和分析水平，特别是该数据是在林木中开展获得的，该研究的广度与前瞻性引人注目。另外，能够在一篇文章中将研究设计从QTL作图（必须建立一个高精度的遗传图谱）延伸到关联作图，这一开创性研究将成为该领域研究的风向标”�

该研究受�?73计划课题，中央高校基本业务费，国家自然科学基金等课题的资助，该文章的第一作者是生物学院青年教师杜庆章博士，另外，团队成员巩琛锐、潘炜、王情世、周大凌、杨海娇等参与了该研究的具体实验工作、�/P>

附：文章链接９�A href="http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1111/nph.13695/abstract">http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1111/nph.13695/abstract