文献集锦 | 4kSoyGVP大豆遗传参考变异图谱及SoyGVD数据平台上新！
近期，广州大学生命科学学院孔凡江、刘宝辉教授和华中农业大学杨庆勇教授联合通讯，在Plant Biotechnology Journal上发表了最新研究成果，基于4414份大豆材料进行大规模重测序GWAS分析，并自主研发了大豆遗传育种数据在线平台—SoyGVD。
文章题目
4kSoyGVP provides a referenced variation map for genetic research in soybean
第一作者：Zhiquan Yang
通讯作者：Baohui Liu, QingYong Yang, Fanjiang Kong
通讯单位：广州大学生命科学学院和华中农业大学联合通讯
杂志：Plant Biotechnology Journal
影响因子：13.8/Q1
文章链接：
https://doi.org/10.1111/pbi.14171
工具链接：
https://yanglab.hzau.edu.cn/SoyGVD/#/
使用示例：
https://yanglab.hzau.edu.cn/SoyGVD/#/help
研究背景
利用具有代表性的基因型panel进行基因型填充，可以低成本的方式大大提高遗传标记的密度，是许多GWAS研究中广泛采用的方法。大豆(Glycine max)是人类主要的粮食和油料作物之一，其产量、含油量、抗逆性等性状直接关系到其经济价值。虽然已经发表了几个大豆遗传变异panel，但仍然缺乏基于全基因组重测序数据的具有代表性的高密度遗传变异参考图谱。
技术方案
群体重测序数据分析
构建高质量变异参考图谱
群体结构和遗传多样性分析
基因型填充及遗传位点检测效率分析
研究意义
本研究构建了一个高质量的大豆遗传变异面板- 4ksoygvp，可以准确地进行基因型插入，提高GWAS对遗传位点的能力。此外，基于4kSoyGVP构建了大豆遗传变异平台SoyGVD。这些结果将为今后大豆遗传研究和加快大豆育种进程提供重要的数据资源和工具。
研究人员从7项研究中收集了种群水平的重测序数据，涉及来自世界主要大豆产区的4414个品种，经过严格的质量控制、定位和筛选，共获得10,454,878个遗传变异，其中包括9 453,127个SNPs和1,001,751个插入/缺失(InDels)，共同构成了基于4414份大豆材料(4kSoyGVP)的遗传变异图谱。这些遗传变异主要发生在染色体臂内，与基因密度正相关，与转座因子密度和GC含量负相关，共有88.97%的变异分布在基因间区和基因的上游或下游区域。
基于228,227个代表性变异、种质类型和地理位置构建的系统发育树，将4414份材料聚为G1–G8这8个亚群，野生大豆几乎全部聚为G1(N=591)；中国黄淮海、淮河和海河流域的大部分地方品种聚集在G2(N=439)，最接近G1，表明它们是最早的驯化种质；G3(N=379)包括来自中国黄淮海地区的品种，与G2最接近；G4(N=686)主要包括中国南方的地方品种和栽培品种；G5(N=251)囊括了日本和韩国的大部分地方种族；G6(N=687)包括来自美国的地方品种和栽培品种，以及来自黄淮海和中国北方地区的部分品种；G7(N=539)和G8(N=842)分别以中国北方地方品种和栽培品种为主，这些结果得到了种群结构和主成分分析结果的支持。8个亚组中G1亚组的野生大豆多样性最丰富，G2是与G1差异最小的子群，考虑到其在系统发育树上最接近G1，这些结果进一步表明黄淮海区域的地方品种可能是其他地方品种和栽培品种的起源，同时也保持了丰富多样性；G8是中国主要品种，多样性最低，与地方品种G7的FST配对分化程度最低，说明中国北方品种可能是由相应地区的地方品种发展而来。
▲4kSoyGVP的构建与应用
以4kSoyGVP作为参考评估基因型插入的准确性，结果表明4kSoyGVP基因型代入准确率均在90%以上，说明4kSoyGVP可以准确地对不同群体进行基因型填充。之后研究人员探究了以4kSoyGVP作为参考样本进行基因型填充是否可以提高数量性状位点(QTLs)的识别能力，正如预期的那样，遗传标记的密度增加了208倍。
输入基因型的GWAS QTLs不仅覆盖了未输入基因型的93.71%(462/493)，而且还包含了1047个新鉴定的QTLs，表明基因型填充可以显著增加定位的QTLs数量；对48个性状的遗传力调查显示，填充基因型可以显著提高基因型的PVE。上述结果表明，以4kSoyGVP为参照图谱进行基因型填充不仅可以增加GWAS QTLs的数量，还可以提高基因型的PVE，为分子标记辅助选择育种和剖析性状形成的分子机制提供更多遗传信息。
为了更好地利用这些数据集进行大豆育种，研究人员基于4kSoyGVP数据集和填充的SoySNP50K分析构建了大豆基因组遗传变异平台SoyGVD：
https://yanglab.hzau.edu.cn/SoyGVD/#/
SoyGVD包括5个模块：Population、Variation、Imputation、Download和Help，种群模块综合了4kSoyGVP中4414份种质资源、系统发育树、种群结构和主成分分析结果；变异模块包含有关4kSoyGVP所有变异的基因组位置、功能注释、整群、不同亚群和地理来源的等位基因频率的信息。
▲SoyGVD页面
