加工番茄苗期性状全基因组关联分析

【摘要】：番茄(Solanum lycopersicum)是世界范围广泛种植的重要蔬菜作物之一,也是研究植物遗传发育的模式植物。传统遗传学的研究多是针对番茄基因组上的某些特定位点进行变异和功能解析,而在全基因组角度进行遗传变异的研究匮乏。随着测序技术的快速发展,为我们从基因组水平深入研究番茄提供了有力条件。本研究对加工番茄核心种质进行了低倍重测序,在全基因组范围内分析了SNP变异;在此基础上利用高质量的SNP对核心种质进行群体结构和主成分分析;通过全基因组关联分析挖掘控制苗期叶面积、开花天数和始花节位的调控位点。主要研究结果如下:(1)对299份加工番茄核心种质进行0.5×的低倍重测序,共获得93G有效数据,挖掘出319709个高质量SNP位点。分析发现SNP在各染色体上分布不均匀,5号染色体上SNP数目最多,8号染色体上最少,SNP在染色体上的平均分布密度为0.40 SNPs/kb,其中位于基因间的SNP为249050个,约占总SNP的77.90%;位于非同义突变区的SNP仅55377个,约占总SNP的17.32%;发生转换的SNP数目是颠换的1.5倍。(2)对苗期第五片和第六片叶的叶面积、开花天数和始花节位进行了分析,发现四个性状的变异系数在9.796%～15.874%之间,各个性状的重复间相关性分析皆达到极显著相关水平。频率分布直方图显示四个性状皆符合正态分布,说明本研究所用自然群体适合进行关联分析。(3)利用覆盖率70%的150个SNP进行群体结构和PCA分析,二者分析结果一致,均将核心种质分为两大类,一类包含212份材料,占群体的70.90%,另一类包含87份材料,约占21.10%。(4)利用挖掘出的319709个SNP结合GLM+P和MLM+P+K模型对核心种质的叶面积、开花天数和始花节位进行全基因组关联分析,在SL 2.50ch04＿54764647、SL2.50ch04＿54792363和SL 2.50ch12＿3070496处检测到3个与叶面积显著相关的SNPs,在SL2.50chch09＿36916640处检测到1个与开花天数显著相关的SNP。