醋栗番茄(Solanum pimpinellifolium)遗传多样性及重要农艺性状全基因组关联分析
番茄（Solanum lycopersicum）是世界范围内最重要的蔬菜作物之一，属自花授粉植物。然而，在人类长期不断选择驯化压力下，遗传背景趋于狭窄，导致目前栽培种番茄改良面临资源缺乏的瓶颈。相反，野生种番茄拥有丰富的变异，是未来栽培种番茄改良的优异基因库。醋栗番茄（Solanum pimpinellifolium）作为与栽培番茄亲缘关系最近的野生种，可与栽培种直接杂交，是番茄遗传改良的重要种质资源之一。虽然前人已从醋栗资源中挖掘了大量的抗逆和优良园艺性状，但对醋栗资源整体的评价仍较为有限，深入了解醋栗番茄群体的遗传多样性，进一步挖掘其优异基因是现代栽培种遗传改良的重要途径。 本研究收集了来自世界范围内的433份醋栗番茄遗传资源，通过初步表型鉴定及分子标记遗传多样性分析，筛选出了稳定遗传的醋栗番茄遗传资源192份;对该些资源进行了全基因组低倍重测序(0.5×)，挖掘了全基因组范围内的海量SNP;利用SNP数据分析了醋栗番茄群体的遗传结构，并对该些资源进行了2季表型鉴定，结合基因组数据对农艺性状进行了全基因组关联分析，主要研究结果如下: (1)表型鉴定结果表明，在收集的433份醋栗番茄中约有14％-桃番茄，370份典型醋栗番茄中约22％的材料存在不同程度的分离。群体变异分析表明，不同性状间变异系数存在较大差异，其中柱头变异系数最大，为56.716％;花瓣数遗传稳定，变异系数最小，为2.082％;相关分析表明多个性状间存在显著相关性;利用表型和基因型数据聚类均将醋栗番茄群体划分为两大类群;主成分分析表明，坐果率、单果重、可溶性固形物对变异的贡献率较大。 (2)对192份醋栗番茄资源进行0.5×低倍重测序，得到有效基因组数据62Gb，平均测序深度为0.3×，共鉴定到995300个SNPs，SNP在染色体上的平均分布频率为1.24个SNPs/kb;其中位于基因间区的SNPs数目为728269个，占总SNPs的73.17％，位于基因上的SNPs数目为267031个，占26.83％。 (3)利用挖掘的全基因组SNP，进一步对192份稳定醋栗番茄资源进行进化树、主成分和群体结构分析，结果表明醋栗番茄仍分为两个主要的亚群和一些散落在两个亚群中间的材料，亚群Ⅰ包括3份材料，亚群Ⅱ包括176份材料，介于两个亚群间的材料13份。 (4)对192份醋栗资源进行两季表型鉴定，包括早衰、果重、可溶性固形物含量、侧枝长度、第一花序节位、开花天数、1～6穗花序长度、苗期株高、茎粗等性状。结果表明第一花序节位、开花天数、茎粗等性状受环境影响较大，而早衰、花序长度、果重、可溶性固形物含量受环境影响较小，遗传较为稳定。鉴定出高可溶性固形物含量可达11.0％的资源2份，发现LA1256为典型的长花序资源，LA0112极容易出现早衰。对果重、早衰和可溶性固形物含量等较稳定的性状进行全基因组关联分析，但尚未检测到显著关联的SNP位点。 通过对醋栗番茄资源遗传多样性和全基因组关联分析，为醋栗番茄优异性状的挖掘奠定了基础。
醋栗番茄;遗传多样性;农艺性状;全基因组测序;基因挖掘
中国农业科学院
硕士
园艺
李君明
2017
中文
S641.2
62
2018-01-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）