豇豆(Vigna unguiculata L. Walp., 2n=2x=22)起源於非洲，是世界範圍內重要的豆類作物。由於富含蛋白質，在撒哈拉以南的非洲、中東和南美洲等地區，豇豆籽粒被當地居民用作糧食和飼料，是重要的蛋白質來源；而在東南亞地區，豇豆嫩莢還是一種重要的蔬菜。豇豆對環境適應性較強，尤其耐高溫和乾旱，加上其基因組較小(約620Mb)，可作為豆科作物耐旱機制研究的模式作物。

近日，Horticulture Research線上發表了美國加州大學河濱分校和阿肯色大學Waltram Ravelombola等人合作的題為Loci discovery, network-guided approach, and genomic prediction for drought tolerance index in a multi-parent advanced generation intercross (MAGIC) cowpea population的研究論文，報道了利用豇豆MAGIC群體基於耐旱指數進行關聯分析的結果，不僅為豇豆耐旱品種的遺傳改良奠定基礎，更為豆科作物耐旱機制研究提供了範例。

該研究使用一個由8親本構建的MAGIC群體，分別在正常灌溉和限制灌溉的田間條件下，調查了該群體305個F8代株系的植株生長習性、成熟度、花期、百粒重和產量。除生長習性外，研究者首次使用限制灌溉/正常灌溉條件下的性狀比值，作為某一性狀的耐旱指數。調查結果發現，該群體不同株系之間的耐旱指數存在較大的變異。

研究者採用GWAS的方法，鑑定到14個與乾旱條件下植株生長習性改變相關的SNPs，18個與成熟度耐旱指數相關的SNPs，5個與花期耐旱指數相關的SNPs，5個與百粒重耐旱指數相關的SNPs，以及35個與產量耐旱指數相關的SNPs。

同時採用網路指導的關聯分析(Network-guided GWAS)，發現不同耐旱指數相關SNPs之間存在明顯互作，並檢測到新的耐旱相關SNPs。基於不同性狀耐旱指數的基因組選擇(GS)總體上精度比較低且差異明顯，但這對於補充表型選擇依然是有效的。該研究豐富了對豇豆耐旱性遺傳基礎的認識，並將促進使用MAS和GS的方法選育耐旱品種。

Fig. 2: Manhattan plots showing the LOD (−log10(p-value)) for each SNP used to conduct GWAS.

Fig. 3: Local Manhattan plots and LD heatmaps around the most significant SNP for each trait.

Fig. 4: Association networks displaying the tolerance indices .

Fig. 5: Genomic selection accuracy using a ridge regression best linear unbiased predictor model .

文章連結：

https://www.nature.com/articles/s41438-021-00462-w

About Horticulture Research

Horticulture Research 是由南京農業大學與自然出版集團（現Springer Nature）合作創辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領域專刊。所有關於園藝作物的基礎和理論研究都可以投稿。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子：5.404，位於園藝一區（第1/36名），植物科學一區（第16/234名），遺傳學一區（第24/177名）。2020年中科院期刊分割槽（基礎版）：位於園藝小類一區，植物科學小類一區，遺傳學小類一區，農林科學大類一區（Top期刊）。