Whole-genome resequencing reveals signature of local adaptation and divergence in wild soybean.
Whole-genome resequencing reveals signature of local adaptation and divergence in wild soybean.
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全基因组重测序揭示野生大豆局部适应和分化的特征
DOI：
10.1111/eva.13480
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发表时间：
2022-11
影响因子：
4.1
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
全球气候变化已威胁到世界作物生产和粮食安全。解码野生近缘种的适应性遗传基础为气候智能型作物育种提供了宝贵的基因组资源。在这里，我们对从中国三个主要农业生态区收集的185份不同野生大豆（Glycine soja）种质进行了全基因组测序，以解析野生大豆地方适应性的基因组基础。种群基因组多样性模式显示出明显的基于农业生态区的种群结构，并且观察到多种环境因素导致了遗传分歧。种群学分析表明，3个生态区的野生大豆在约1 × 105年前发生了分化，此后有效种群规模均经历了不同程度的扩张。基因组-环境关联确定了参与局部适应的多个基因，例如开花时间和温度相关基因。在19号染色体上发现了一个含有两个相邻MADS盒转录因子的基因座，它经历了积极的选择，使其能够适应高纬度环境。这项研究为野生大豆生态适应的遗传机制提供了新的见解，可能有助于气候适应性大豆育种。
Global climate change has threatened world crop production and food security. Decoding the adaptive genetic basis of wild relatives provides an invaluable genomic resource for climate‐smart crop breedinG. Here, we performed whole‐genome sequencing of 185 diverse wild soybean (Glycine soja) accessions collected from three major agro‐ecological zones in China to parse the genomic basis of local adaptation in wild soybean. The population genomic diversity pattern exhibited clear agro‐ecological zone‐based population structure, and multiple environmental factors were observed to contribute to the genetic divergence. Demographic analysis shows that wild soybeans from the three ecological zones diverged about 1 × 105 years ago, and then the effective population sizes have undergone different degrees of expansions. Genome‐environment association identified multiple genes involved in the local adaptation, such as flowering time and temperature‐related genes. A locus containing two adjacent MADS‐box transcription factors on chromosome 19 was identified for multiple environmental factors, and it experienced positive selection that enables the adaptation to high‐latitude environment. This study provides insights into the genetic mechanism of ecological adaptation in wild soybean that may facilitate climate‐resilient soybean breeding.
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