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        基因分型測序?yàn)槲魈m花種質(zhì)資源保護(hù)和育種提供新見解

        2020-12-15 00:37:03
        蔬菜 2020年11期
        關(guān)鍵詞:花椰菜西蘭花等位基因

        10月25日,《Horticulture Research》在線發(fā)表了康奈爾大學(xué)Zachary Stansell和Thomas Bj?rkman 題為“From landrace to modern hybrid broccoli: the genomic and morphological domestication syndrome within a diverseB.oleraceacollection”的研究論文。

        為探究20世紀(jì)西蘭花形態(tài)發(fā)生巨大變化的基因組基礎(chǔ),該研究評估了109種西蘭花或24種西蘭花/花椰菜中間型的園藝性狀,并利用基因分型測序技術(shù)分析了4個(gè)亞群的全部種質(zhì)資源,包括Calabrese hybrids(N=53)、Calabrese landraces(N=28)、Sprouting broccoli(N=18)和Violet cauliflower(N=10)。經(jīng)過濾后獲得31 811個(gè)高質(zhì)量的SNP供后續(xù)分析,其中,7 372 (23.2%)個(gè)多態(tài)性標(biāo)記在4個(gè)亞種群中均有分布,點(diǎn)缺失(site missingness)和雜合性(heterozygosity)分別占3.1% 和 15.9%,次等位基因頻率(minor allele frequency)是12.8%,每條染色體的SNP總量分布少至2 867(chr8)個(gè),多達(dá)4 662(chr3)個(gè),相應(yīng)SNP的密度范圍從54.3(chr4)到 66.2(chr9),分子標(biāo)記的密度、均勻度和效率均滿足后續(xù)試驗(yàn)分析。

        通過基因型、多態(tài)性和表型分析,該研究支持了幾個(gè)關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn):與自由傳粉的地方品種相比,現(xiàn)代F1雜交西蘭花經(jīng)歷了強(qiáng)烈的選擇壓力并減少了多樣性。從形態(tài)上看,現(xiàn)代雜交西蘭花與原始本地種不同的地方主要是成熟速度加快,頂端分生組織的抑制更明顯,收獲指數(shù)更高,花冠品質(zhì)性狀更優(yōu)。雖然改良雜交西蘭花種質(zhì)的總體園藝品質(zhì)和收獲指數(shù)逐年增加,但與更大的種質(zhì)池相比,這種改善伴隨著等位基因多樣性的顯著減少而減少。幾種不同的原始本地種是現(xiàn)代雜交西蘭花種質(zhì)來源的基礎(chǔ)。雖然有許多選擇的信號,但在西蘭花雜交品種的幾個(gè)關(guān)鍵基因組區(qū)域,多樣性減少和選擇性清除尤其明顯,而這些區(qū)域是發(fā)展候選品種的關(guān)鍵區(qū)域。在這些現(xiàn)代雜交品種中,研究者確定了13個(gè)減少多樣性基因組區(qū),53個(gè)選擇性清除區(qū)和30組(>1 Mbp)純合區(qū)。西蘭花原始種的等位基因多樣性是西蘭花雜交種的4.8倍,而這種多樣性的保留將有利于未來西蘭花和花椰菜的品質(zhì)改良,為后續(xù)的改良工作提供了寶貴的資源。

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