[目的]进行田间晚疫病抗性评价,利用SNP分子标记分析马铃薯抗晚疫病种质的遗传多样性及分离基因组内可能影响马铃薯晚疫病抗病性状的遗传区段,为马铃薯晚疫病抗性种质创新与利用提供理论依据.[方法]通过多年多点田间鉴定对马铃薯种质资源进行晚疫病抗性评价.利用dd-RAD技术对马铃薯种质资源进行简化基因组测序并分型SNP标记.利用Admixture软件分析群体的遗传结构,GCTA软件进行主成分分析,fastTree软件构建系统发育树,stacks程序包中的populations命令计算群体遗传多样性参数,vcftools程序计算选择性消除参数,Clustal Omega程序比对氨基酸序列,MEGA6绘制氨基酸序列进化树,GEMMA 0.98.1软件进行全基因组关联分析,CMplot程序绘制QQ图和曼哈顿图.[结果]通过对马铃薯种质资源多年多点田间晚疫病抗性进行鉴定,得到101个抗晚疫病的品种(系)及21个感病品种,并对它们进行dd-RAD简化基因组测序,通过对比参考基因组,共检测到分布相对均匀的8 697 602个SNP.通过种群结构分析、主成分分析和系统进化分析,将这些种质资源进一步划分为6个群体.6个群体之内的平均核苷酸多样性值(π)为0.2055-0.2572,之间的群体分化指数(Fst)为0.156909-0.187336,说明这些种质资源存在较丰富的单核苷酸多态性.同时6个群体内期望杂合度(He)为0.187-0.2297,观测杂合度(Ho)为0.0829-0.1186,6个群体内的观测杂合度均小于期望杂合度,并且6个群体内的近交系数(Fis)范围为0.2412-0.3554,说明在选育这些种质的过程中存在近交现象.分析可能影响晚疫病抗性的马铃薯基因组遗传区段,以20 kb为窗口,5 kb为步长,在基因组相同位置,分别计算不同抗性种质间π值比值和Fst值,进行选择性消除分析,选择π值比值最小的5％及Fst值最大的10％的745个遗传区段进行分析,遗传区段中共包含507个基因,其中,有4个NBS-LRR类基因.利用群体SNP和马铃薯种质的不同晚疫病抗性表型,进行全基因组关联分析,有9个SNP与抗病性状高度相关,其周围50 kb的基因组范围内,有69个基因,其中15个基因预测参与到应激反应,12个基因预测参与清除过氧化物自由基过程.[结论]dd-RAD简化基因组测序可以在马铃薯基因组中分型获得数量较多、分布相对均匀的SNP标记.马铃薯田间抗晚疫病种质资源拥有较丰富的单核苷酸多态性,但在其选育过程中存在近交现象.选择性清除和关联分析有助于分离影响晚疫病抗病性状的遗传区段.

马铃薯;晚疫病;单核苷酸多态性标记;遗传多样性;选择性消除;关联分析

李晓川;王朝海;周平;马维;吴瑞;宋治豪;梅艳

毕节市农业科学研究所,贵州毕节551700

中国农业科学

[1]李晓川;王朝海;周平;马维;吴瑞;宋治豪;梅艳-.马铃薯品种(系)田间晚疫病抗性评价和全基因组遗传多样性分析)[J].中国农业科学,2022(18):3484-3500

种质创新与利用,GCTA,fastTree,vcftools,选择性消除,CMplot

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