今天在plant journal上看到一篇小麦株高关联分析的文章，文章题目是“A modern green revolution gene for reduced height in wheat”,通讯作者和第一作者都是Tobias Würschum。我说是株高关联分析的文章，大家是不是很好奇这也能发plant journal？下面我就介绍下这篇文章的主要内容。
本文利用从世界各地收集的1110个冬小麦材料，利用GBS(genotyping-by-sequencing)对这些材料进行分型，获得44500个标记，同时对这些材料中的Rht-B1，Rht-D1和Ppd-D1基因进行分析。结合两年4个点的株高性状，经过关联分析获得75个显著与株高关联的结果，大概对应6个QTL，解释53%的表型变异。4D染色体上的Rht-D1位点被看做是一个效应最高的QTL，解释21.3%的表型变异；而Rht-B1位点则没有QTL检测到，这可能是没有最后的标记覆盖该区域。这一结果说明在该群体中Rht-D1远比Rht-B1重要。这也可能与Rht-B1的等位基因频率低有关。还有一个QTL在2D染色体上，靠近Ppd-D1位点和Rht8紧密连锁，同时也发现Ppd-D1可能也与株高有关系。另外还有一个主效QTL能够解释15%的表型变异，该QTL位于6A上，能够降低株高8.8cm，这也是仅次于Rht-D1基因的QTL，值得进一步研究。
与已经发表的文献中株高QTL的比较，该QTL被认为是Rht24，将相关标记的序列信息比对到中国春1.0基因组上，锁定的候选区间大概位于400-450Mb。根据该候选区间，再次比对文献中报道的位于6A染色体上的株高QTL，发现Rht14,Rht16,Rht18和Rht24都位于这一区间，所以呢可能是同一个基因也可能是不同的基因。
为了分析Rht24在群体中的频率，选择了一个最关联的标记来代表真正的基因，结果发现Rht24在世界各地的小麦材料中都存在，Rht24b的频率在中国是0.61，而在美国仅有0.08，同时也发现Rht24在中国群体里进解释1.8%的表型变异，远远低于其他地方。分析不同年代育成的品种发现，该位点在育种上已经被使用一段时间，并且直到最近才被世界各地的育种家使用。
同时文章也分析了Rht24单独存在以及在Rht-1b背景下的效应。比较有趣的是，即使在Rht-B1，Rht-D1存在的情况下，Rht24也能够降低株高。为了更好的在育种中利用开发了两个KASP标记。
Rht24是一个响应赤霉素的矮化基因，施加GA50后，Rht24b的植株株高变高，而含有Rht-B1，Rht-D1的植株则不会变化。
总结：本研究的最大的特点是材料数量多，也即材料优势。至于其他方面并不是特别突出，比如关于基因频率的分析，在早前不少文章中具有报道，比如在作科所张学勇研究员发表的几篇文章有类似分析。比较奇怪的是文中单单没有关于候选基因的分析。也许是还有进一步的研究吧。
巧合的是，我前期有对GA通路的基因研究过，所以我查了下相关的两篇文章，根据TGACv1那篇文章里提到72个GA通路的基因(下图)，再参考"Heterologous expression and transcript analysis of gibberellin biosynthetic genes of grasses reveals novel functionality in the
GA3ox
family"这篇文章里的信息，初步确定有一个GA通路的基因位于6A上，综合信息之后确定基因TraesCS6A01G221900.1，并且该基因位于6A染色体413.73Mb的地方，结合文中GWAS信息，发现该区间附近的标记其显著性值达到最高。现在假定该基因就是Rht24的候选基因，接下来就是寻找该基因在自然群体或双亲群体中的序列变异情况, 根据那90个转录组数据可知在chr6A:413735059..413735059处有一个常见的错义突变，也许可以根据位置开发一个标记，以便用于育种。有双亲作图群体的话最好,若果这个地方有株高的QTL，可以看看该基因在亲本间是否有多态。现在也有很多材料进行过外显子测序或者转录组测序，甚至今年上半年plant journal上还发表过大约17个材料的全基因组重测序的文章，有这些数据可以很方便的查看材料之间的变异，看是否能够发现比较重要的变异。最后可以将不同的变异进行转基因验证。另一方面也可以查看该基因的表达情况等。如果是这个基因也可以在进化方面分析下，也许关键变异来自于四倍体材料。
文中部分有修改，点击下方可查看原文
PS:发送“5.10文献”获取文中文献链接~
