基于高通量測序的芥菜結構變異(SV)標記開發(fā)及應用.pdf

1、芥菜是世界范圍內(nèi)一類重要的經(jīng)濟作物，傳統(tǒng)意義上按食用器官及用途劃分為根用芥菜、莖用芥菜、葉用芥菜、薹用芥菜、籽用芥菜及油用芥菜。榨菜（Brassicajuncea Coss.var.tumida Tsen et Lee）是一類莖用芥菜變種，基因組AABB，由白菜（B.rapa，2n=20，AA）和黑芥（B.nigra，2n=16，BB）種間雜交再經(jīng)染色體自然加倍得到的異源四倍體植物。
　　結構變異（Structure variat

2、ion，SV）標記屬于基因組結構變化，包括插入、缺失、結構重復、倒位和易位等。SV在植物基因組中廣泛存在并且是表型變異的重要原因。隨著高通量測序技術的發(fā)展，高通量、新型分子標記已運用在植物遺傳多樣性和數(shù)量性狀分析上。
　　本論文利用30×覆蓋率的測序深度，對榨菜基因組結構變異多態(tài)性進行掃描，并對另一份榨菜材料進行重測序，獲得SV多態(tài)性，開發(fā)為基于PCR方法的標記。將這些標記運用到榨菜膨大莖QTL分析和芥菜種質遺傳多樣性分析，所得結

3、果如下:
　?、賹?個榨菜樣本分別進行測序和重測序?？倻y序量為29.90Gb，其中170bp文庫19.57Gb，500bp文庫10.33Gb。測序數(shù)據(jù)覆蓋度59.8倍，共產(chǎn)生304，440，194個reads，28.35Gb高質量榨菜基因組數(shù)據(jù)被用于進行17-mer分析。預計基因組大小978Mb。組裝結果與參考序列比對，共檢測到100997個SV，插入變異占49.61％、缺失47.45％、倒置0.13％、染色體內(nèi)異位0.3％、染色

4、體間異位2.52％。篩選500～800bp的插入/缺失型結構變異序列，利用基因組結構變異上游300bp和下游300bp區(qū)域的序列，設計20個寡核苷酸的正向和反向PCR引物。共有833個基于PCR的SV標記在榨菜中被開發(fā)。
　　②榨菜膨大性狀QTL定位。在構建的6條連鎖群上檢測到2個與膨大性狀相關性較高的區(qū)域，均位于LG1。其中控制橫徑和莖重的QTL位點均位于BJsv1737和BJsv1774之間，LOD值分別在BJsv1362左側

5、和右側區(qū)域達到最大?？刂瓶v莖的QTL位點位于AT4G27490和AT4G33920之間，LOD值在AT4G27490左側達到最大。將BJsv1362和AT4G27490分別與白菜和擬南芥基因組進行比對發(fā)現(xiàn)，BJsv1362的正反引物的比對序列分別位于白菜和擬南芥基因組的不同染色體上。而AT4G27490位于白菜基因組A01上，與本研究繪制的LG1上AT4G27490的位置相近。
　?、劾肧V標記對芥菜種質進行遺傳多樣性分析。在4

6、7個芥菜品種間分別以類平均法(UPGMA)、鄰接法(NJ)和最小進化法(ME)構建分子標記進化樹，對芥菜品種進行類聚分析。結果表明三種聚類分析法結果基本相同且均部分符合基于芥菜食用器官和地理來源的傳統(tǒng)分類。UPGMA方法中WT6、TN02、IN46、IN209、0380109與其他種質分離，其余42個品種類聚成3個主要類群，6個亞群。NJ法中AU201和IN02與其他種質分離，余下的芥菜種質類聚為5個大群8個亞群。ME法中AU201和I