本文關(guān)鍵詞：番茄重要農(nóng)藝性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析及野生種質(zhì)在栽培種的漸滲分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院》 2015年

番茄重要農(nóng)藝性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析及野生種質(zhì)在栽培種的漸滲分析

祝光濤  

【摘要】：番茄(Solanum lycopersicum)是一種世界范圍內(nèi)廣泛種植的蔬菜作物,也是研究果實(shí)發(fā)育的典型模式植物,具有重要的經(jīng)濟(jì)和科研價(jià)值。近年來(lái),番茄基因組序列的解讀和群體遺傳學(xué)的發(fā)展讓我們能夠能從基因組的角度加深對(duì)番茄的了解。本研究利用高密度的基因組數(shù)據(jù)對(duì)整個(gè)番茄群體的進(jìn)化關(guān)系和群體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上利用全基因組關(guān)聯(lián)分析的方法對(duì)栽培種群體內(nèi)的自然變異進(jìn)行檢測(cè),并以抗病基因?yàn)闃?biāo)記對(duì)野生資源在栽培種的漸滲片段進(jìn)行分析。本研究加深了對(duì)人類馴化和現(xiàn)代育種對(duì)栽培種番茄基因組影響的了解,相關(guān)結(jié)果和方法將為基因組指導(dǎo)的番茄育種提供了借鑒和思考,全文主要結(jié)果如下。1.利用全基因組20,111個(gè)SNPs對(duì)包括166份普通栽培種番茄、112份櫻桃番茄、53份醋栗番茄、3份契斯曼尼番茄、3份秘魯番茄、1份多毛番茄、1份多腺番茄、1份小花番茄和1份智利番茄的341份番茄材料構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)生樹(shù),結(jié)果表明櫻桃番茄(CER)處于醋栗番茄(PIM)到大果栽培種番茄(BIG)的中間進(jìn)化階段。對(duì)包含PIM、CER和BIG的群體進(jìn)行了群體結(jié)構(gòu)分析,整個(gè)群體可以分為兩大亞群,亞群I包括PIM和部分南美洲來(lái)源的CER,亞群II包括BIG和部分非南美洲來(lái)源的CER。2.群體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)在栽培種群體內(nèi)部出現(xiàn)了新的亞群,現(xiàn)代加工番茄亞群(K=3,4)。通過(guò)鮮食番茄和加工番茄群體間固定指數(shù)(Fst)分析發(fā)現(xiàn)在全基因組中有69,603(前1%)個(gè)高度分化的位點(diǎn),其中63,009個(gè)(90.53%)集中的分布在5號(hào)染色體,此區(qū)域是加工番茄的一個(gè)基因組特征區(qū)域,進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)此區(qū)域含有SSC5.1、SSC5.2、SSC5.3三個(gè)控制可溶性固形物的位點(diǎn)和一個(gè)控制果實(shí)硬度的位點(diǎn)fir5.1。3.利用843,316個(gè)位點(diǎn)在253個(gè)栽培種亞群中對(duì)的果實(shí)顏色、果實(shí)重量、果形指數(shù)、心室數(shù)目和可溶性固形物5個(gè)性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,發(fā)現(xiàn)了11個(gè)明顯的關(guān)聯(lián)信號(hào)位點(diǎn),其中1個(gè)果皮顏色位點(diǎn)、2個(gè)果形指數(shù)位點(diǎn)和2個(gè)心室數(shù)目位點(diǎn)和前人的研究結(jié)果一致,另外6個(gè)位點(diǎn)為新發(fā)現(xiàn)的位點(diǎn)。4.借助基因組重測(cè)序數(shù)據(jù)和分子生物學(xué)手段發(fā)現(xiàn)了控制番茄果皮顏色Y基因(Sl MYB12)的三種變異類型y-1,y-2和y-3。y-1是轉(zhuǎn)錄因子Sl MYB12啟動(dòng)子區(qū)域603-bp的缺失;y-2是Sl MYB12第二個(gè)外顯子區(qū)域內(nèi)1個(gè)堿基A的插入產(chǎn)生了終止密碼子,最終導(dǎo)致了蛋白質(zhì)翻譯的提前終止;y-3是Sl MYB12第二個(gè)外顯子區(qū)域內(nèi)1個(gè)堿基C-T的替換產(chǎn)生了終止密碼子,最終導(dǎo)致了蛋白質(zhì)翻譯的提前終止。5.通過(guò)栽培種番茄和野生番茄基因組相似性比較,發(fā)現(xiàn)抗病基因在栽培種中的應(yīng)用導(dǎo)致了較大的外源漸滲片段。攜帶Ty-1基因的漸滲片段長(zhǎng)度為30.9-32.5 Mb,攜帶Mi-1基因的漸滲片段長(zhǎng)度為26.6-26.7 Mb,攜帶Tm-2a基因的漸滲片段長(zhǎng)度為51.7-54.7 Mb,攜帶Ve基因的漸滲片段長(zhǎng)度約為1.8 Mb,這些長(zhǎng)片段在栽培種中的滲入可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的連鎖累贅。6.對(duì)17個(gè)商業(yè)品種的基因組框架分析發(fā)現(xiàn),馴化區(qū)域?yàn)?11.0 Mb,漸滲區(qū)域?yàn)?2.2 Mb,雜合區(qū)域約為200 Mb。馴化區(qū)域和雜合區(qū)域共占據(jù)了26%的基因組空間,這些區(qū)域限制了番茄的進(jìn)一步改良。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S641.2
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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