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为提升多花菜豆鲜荚产量，研究人员检测、定位相关 QTL 并验证 SSR 标记，发现 GS 或更利于其育种。
多花菜豆（Dolichos bean），这个在印度南部广泛种植的古老食物豆类，如同隐藏在田间的宝藏，为众多素食者提供了丰富的蛋白质来源。近年来，它还被发现具有抵抗流感、SARS-CoV-2 等病毒感染的潜力，在保障粮食安全和提高营养水平方面发挥着重要作用。然而，多花菜豆的育种工作却面临着诸多挑战。作为自花授粉作物，其育种主要依赖基于表型的纯系选择，但由于鲜荚产量及相关性状的表达受作物生长阶段影响大、遗传复杂，且易受基因型与环境互作的干扰，传统的表型选择方法效率较低。为了打破这一困境，来自印度农业科学大学（University of Agricultural Sciences）的研究人员开展了一项旨在揭示多花菜豆鲜荚产量遗传机制的研究，该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在构建图谱方面，利用两个不同的双亲亲本群体（MP1 和 MP2），通过 SSR 标记进行基因分型，并借助 QTL IciM mapping 软件构建了连锁图谱。对于表型分析，在不同季节对两个群体进行种植，记录鲜荚产量数据，用于后续的 QTL 定位。同时，使用单标记分析（SMA）和包容性复合区间作图（ICIM）等统计方法来检测和定位 QTL，并分析其效应。
研究结果如下：
- 构建连锁图谱：成功构建了基于 SSR 标记的 MP1 和 MP2 群体的连锁图谱。MP2 的总图谱长度、平均每个连锁群（LG）的图谱长度以及平均标记间距离均比 MP1 大至少 1.5 倍。MP1 图谱总长度为 1388.98cM，平均标记密度为 16.15cM；MP2 图谱总长度为 2593.95cM，平均标记密度为 28.50cM。而且，标记在 LG 上呈非随机分布12。
- 鉴定 QTL：在 MP1 中检测到 7 个控制鲜荚产量的 QTL，在 MP2 中检测到 6 个。其中，MP1 中有一个 QTL 在 2021 年雨季和雨季后均被检测到，MP2 中有一个 QTL 在 2017 年雨季和雨季后也都被检测到，且该 QTL 在 MP2 中表现出正加性效应。此外，研究还发现了一些 QTL× 季节的互作，但这些互作解释的变异较低，表明检测到的 QTL 在不同季节相对稳定34。
- 分析 QTL×QTL 互作（上位性）：检测到了双 QTL 上位性。在 MP1 和 MP2 中，位于 LG11 上的 QTL 参与双 QTL 上位性的频率较高。而且，MP1 中上位性 QTL 解释的表型变异幅度总体上大于 MP256。
- 验证 QTL 连锁标记：对 QTL 连锁的 SSR 标记进行交叉群体验证，在 MP1 和 MP2 中各有一个 QTL 连锁的 SSR 标记得到验证。其中，KTD 66 标记与 MP2 中两个季节均检测到的具有正加性效应的 QTL 连锁，有望成为多花菜豆鲜荚产量分子标记辅助选择（MAS）中的候选标记78。
研究结论与讨论部分指出，本研究构建的 SSR 标记连锁图谱为多花菜豆的基因组研究提供了重要基础，可用于将基因组支架锚定到染色体上。然而，由于多花菜豆鲜荚产量主要由微效 QTL 控制，传统的寻找和导入主效 QTL 的育种方法效果可能不佳。相比之下，基因组选择（GS）这种不依赖于 QTL 检测的预测性方法，可能更适合用于多花菜豆鲜荚产量的遗传改良。因为 GS 通过利用全基因组标记效应预测育种值，能够避免微效 QTL 检测和效应估计的难题。这一研究成果为多花菜豆的育种工作开辟了新的方向，为提高多花菜豆的产量和保障粮食安全提供了重要的理论依据和实践指导。
