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,也是研究果實發(fā)育的典型模式植物,具有重要的經(jīng)濟和科研價值。近年來,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番茄的了解。本研究利用高密度的基因組數(shù)據(jù)對整個番茄群體的進化關(guān)系和群體結(jié)構(gòu)進行了分析,在此基礎(chǔ)上利用全基因組關(guān)聯(lián)分析的方法對栽培種群體內(nèi)的自然變異進行檢測,并以抗病基因為標(biāo)記對野生資源在栽培種的漸滲片段進行分析。本研究加深了對人類馴化和現(xiàn)代育種對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SNPs對包括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,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)的中間進化階段。對包含PIM、CER和BIG的群體進行了群體結(jié)構(gòu)分析,整個群體可以分為兩大亞群,亞群I包括PIM和部分南美洲來源的CER,亞群II包括BIG和部分非南美洲來源的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%)個高度分化的位點,其中63,009個(90.53%)集中的分布在5號染色體,此區(qū)域是加工番茄的一個基因組特征區(qū)域,進一步分析發(fā)現(xiàn)此區(qū)域含有SSC5.1、SSC5.2、SSC5.3三個控制可溶性固形物的位點和一個控制果實硬度的位點fir5.1。3.利用843,316個位點在253個栽培種亞群中對的果實顏色、果實重量、果形指數(shù)、心室數(shù)目和可溶性固形物5個性狀進行關(guān)聯(lián)分析,發(fā)現(xiàn)了11個明顯的關(guān)聯(lián)信號位點,其中1個果皮顏色位點、2個果形指數(shù)位點和2個心室數(shù)目位點和前人的研究結(jié)果一致,另外6個位點為新發(fā)現(xiàn)的位點。4.借助基因組重測序數(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啟動子區(qū)域603-bp的缺失;y-2是Sl MYB12第二個外顯子區(qū)域內(nèi)1個堿基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第二個外顯子區(qū)域內(nèi)1個堿基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基因的漸滲片段長度為30.9-32.5 Mb,攜帶Mi-1基因的漸滲片段長度為26.6-26.7 Mb,攜帶Tm-2a基因的漸滲片段長度為51.7-54.7 Mb,攜帶Ve基因的漸滲片段長度約為1.8 Mb,這些長片段在栽培種中的滲入可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的連鎖累贅。6.對17個商業(yè)品種的基因組框架分析發(fā)現(xiàn),馴化區(qū)域為111.0 Mb,漸滲區(qū)域為92.2 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)域限制了番茄的進一步改良。

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

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相關(guān)機構(gòu)

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