JIA优先上线 | 中国农业科学院邱丽娟团队从头组装抗SCN3大豆中品03-5373基因组并基于结构变异挖掘新的抗性候选基因

近期，中国农业科学院作物科学研究所邱丽娟研究员团队完成的题为“A near-gapless genome assembly of soybean line Zhongpin 03-5373 enables structural variation based dissection of SCN3 resistance”的研究在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）优先在线发表。

该研究以抗大豆胞囊线虫3号生理小种（SCN3）的优良大豆品系中品03-5373（ZP03）为核心材料，结合其与中黄13（ZH13）构建的重组自交系群体，综合利用PacBio HiFi长读长测序、Hi-C染色质互作图谱、比较基因组分析、结构变异（SV）检测、SV遗传图谱构建、QTL定位及群体单倍型分析等方法，系统解析了结构变异在大豆SCN3抗性形成中的作用机制，为抗SCN3分子育种提供了新的基因组资源和候选位点。

研究团队利用PacBio Revio（HiFi）长读长测序结合Hi-C技术，对中品03-5373进行了近无缺口从头基因组组装。组装基因组总长度为1 067.68 Mb，Contig N50达35.36 Mb，并将95.24%的序列锚定到20条染色体上。该高质量参考基因组为复杂结构变异解析和抗病相关基因挖掘提供了坚实基础。

比较基因组分析表明，ZP03中存在广泛的与SCN3抗性相关的结构变异。研究进一步在GmSNAP11启动子区域鉴定到一个393 bp缺失型结构变异。表达分析表明，ZP03中该基因基础表达量高于感病材料ZH13，且在SCN3侵染后表现出显著转录诱导，而ZH13中表达变化不明显。该结果表明，该启动子缺失变异可能参与病原胁迫下的差异转录调控，是影响SCN3抗性的一个重要调控机制。

基于ZP03×ZH13重组自交系群体构建的SV遗传图谱，定位到一个新的与SCN3抗性相关的QTL—qSCN3-16，其最高LOD值为3.42，可解释7.51%的表型变异。进一步在该区间内优先筛选到候选基因Glyma.16G045900（SYP16），编码t-SNARE蛋白。在2,214份大豆材料中的单倍型分析表明，SYP16启动子中的结构变异与SCN3抗性显著相关，表现出良好的分子育种应用潜力。

大豆品系ZP03染色体水平参考基因组组装与注释特征

ZP03基因组结构变异图谱及优异等位变异分析

ZP03基因组中NLR抗病基因的鉴定、分布与系统发育特征

ZP03×ZH13群体基于结构变异的遗传图谱质量评价及共线性分析

SCN3抗性QTL定位及候选基因SYP16单倍型分析

中国农业科学院作物科学研究所李英慧研究员和邱丽娟研究员为该论文的共同通讯作者，博士研究生王雪晴为第一作者。

本研究得到了内蒙古自治区科技计划项目和作物基因资源与育种全国重点实验室项目的支持。

点击链接查看全文：

A near-gapless genome assembly of soybean line Zhongpin 03-5373 enables structural variation based dissection of SCN3 resistance - ScienceDirect

Cite the article:

Xueqing Wang, Jiajun Wang, Lichun Huang, Yu Tian, Yinghui Li, Lijuan Qiu. 2026. A near-gapless genome assembly of soybean line Zhongpin 03-5373 enables structural variation based dissection of SCN3 resistance. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.04.032

研究团队简介

邱丽娟研究员（第一排左六）

大豆优异基因资源发掘与创新利用团队由邱丽娟研究员领衔，主要开展国家库大豆种质的收集、引进、更新扩繁、鉴定以及基于基因组学的大豆种质资源研究，以充实国家种质库和完善种质数据库及发掘我国育种急需的优异性状基因为目标，以我国收集保存的大豆品种资源为材料，综合利用现代分子生物学以及遗传育种学等理论和方法，鉴定并获得优异标记和基因，为大豆育种提供基因信息、方法和新种质。先后主持完成和正在主持国际重点研发计划、863、973、自然科学基金、转基因重大专项、国家科技支撑计划和国际合作项目等40余项。在Nature Biotechnology等期刊发表论文227篇，SCI收录62篇；共被引3266次，他引2038次。参编专著4部。获国家发明专利13项；新品种保护权22项。制定标准2项。获省部级奖励14项。

| 图文由作者团队提供

Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》, JIA）由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中科院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。

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