中国林科院亚林所发布第一个自主知识产权的湿地松与火炬松液相基因芯片

湿地松、火炬松是我国南方重要的人工林树种，其基因组大小超过20G，是杨树基因组的50多倍，从而成为植物分子育种中最难啃的“硬骨头”类型。中国林科院亚林所林木种质资源研究团队近年来瞄准国际针叶树育种前沿，开发湿地松\火炬松基因组和表型组技术，在巨大基因组基因分型和长周期大乔木高通量表型获取方面取得良好进展，并成功将二者结合用于基因挖掘和遗传分析，其成果近日以两篇独立的研究文章发表在Industrial Crops and Products（《工业作物和产品》）期刊。

“Development of 51 K liquid-phased probe array for Loblolly and Slash pines and its application to GWAS of Slash pine breeding population”（《湿地松与火炬松51K液相探针阵列的开发及其在湿地松育种群体GWAS中的应用》）基于全球公开的湿地松、火炬松分子数据和研究组自有数据，以火炬松基因组为参考，开发了包含5万1千根（简称“51K”）探针的液相基因芯片，并成功应用在物种鉴别、全基因组关联分析（GWAS）以及指纹图谱构建等方面。

“UAV-driven GWAS analysis of canopy temperature and new shoots genetics in slash pine”（《基于无人机的湿地松冠层温度和新梢生长的GWAS和遗传分析》）则是湿地松表型高通量测定和基因芯片结合用于GWAS和遗传分析的成功案例。 研究团队利用无人机高分辨率RGB和热成像图像，精确测量冠层温度，检测新梢数量，并将冠层温度和新梢数量作为表型性状，与上述51K芯片测定的基因分型数据做关联分析（GWAS），发现了多个与这些性状相关的关键基因。

基因芯片的开发和高通量表型获取方式的革命成为驱动庞大基因组、长周期高大乔木育种发展的两驾马车，有效提高了湿地松\火炬松的育种效率，成为林业生物育种重大专项的核心技术，将在相关项目的支持下进一步发展和完善。

亚林所助理研究员刁姝及博士研究生丁显印、副研究员李彦杰分别为两篇论文的第一作者，研究员栾启福为两文的通讯作者，北京胜时代有限公司提供基于芯片的测序服务。成果得到了农业生物育种重大专项、中国林业科学研究院基础研究基金等项目的资助。（刁姝 张旖旎）