我国辣椒核心种质评价及其主要园艺性状的全基因组关联分析

发布时间：2020-08-22 19:23

【摘要】：辣椒(Capsicum spp.),属于茄科辣椒属一年生或多年生植物,是一种世界性的重要蔬菜和调味品,在我国的年栽培面积约3000万亩,约占我国蔬菜种植面积的10%,对我国农业农村发展,蔬菜市场的周年供应具有重要意义。本研究对349份我国辣椒核心种质(Capsicum spp.),进行园艺性状的调查以及遗传多样性分析,评价核心种质多样性水平;对辣椒资源进行全基因组重测序,开发SNP;进而利用SNP标记进行群体结构分析;对312份一年生辣椒材料(Capsicum annuum L.)进行了2016年和2017年两年的表型调查,将表型数据与SNP标记结合进行园艺性状的全基因组关联分析(GWAS),挖掘与园艺性状相关联的遗传位点。主要的研究内容和结果如下:1.我国辣椒核心种质园艺性状多样性的分析:通过对349份辣椒核心种质的48个主要园艺性状进行表型调查和分析,平均变异系数和Shannon信息指数分别为39.0%和1.28;其中单果质量、最长侧枝长度以及单株果数的变异系数均超过了90%;叶柄长和叶片长的Shannon信息指数最高,为2.10;性状表现形式最丰富的为果形,其变异系数和Shannon信息指数也均较高,分别为42.87%和1.88。园艺性状的聚类分析将349份辣椒种质在遗传距离为0.35时分为11个群体,群体1中98.7%的材料为一年生辣椒,89.1%的除一年生辣椒外其余种材料属于群体2-11;分类结果基本可以将试验材料按照来源以及所属种区分开来,群组之间表型差异较明显。2.我国辣椒核心种质基于全基因组SNP的遗传多样性和群体结构分析:对349份我国辣椒核心种质材料进行了平均测序深度为8.5X的重测序,全基因组1X和4X的覆盖率平均分别为90.56%和76.59%。筛选和过滤得到了3,329,373 SNPs,其中位于基因间区的SNPs的数目最多,平均达到7,039,123个,占总SNPs数目的94.8%;只有平均约5.2%位于基因上。利用开发的SNPs标记,对349份一年生辣椒群体进行进化树分析,主成分分析以及群体结构分析,结果表明349份辣椒资源中存在明显的群体结构,一年生辣椒资源和灌木状辣椒等其它种形成了两个明显的类群。灌木状辣椒种和中国辣椒在进化树以及主成分分析上的位置相邻,这说明中国辣椒在亲缘关系上与灌木状辣椒更为相近。与柔毛辣椒、下垂辣椒以及其它种辣椒材料相比,一年生辣椒和灌木状辣椒以及中国辣椒在遗传进化上更为相似。312份一年生辣椒亲缘关系亲近,遗传结构相似,群体内未出现明显分层现象,为防止后续的关联分析出现假阳性问题,可以被选择为后续的全基因组关联分析的材料。3.312份一年生辣椒群体(Capsicum annuum L.)主要园艺性状的全基因组关联分析:对312份一年生辣椒种材料的48个园艺性状进行了2016年和2017年为期两年的园艺性状调查,结果表明,除植株分枝性外,其余47个园艺性状两年的调查结果相关性极其显著。基于高倍重测序开发的SNP数据,对312份一年生辣椒的48个主要园艺性状进行了全基因组关联分析。结果表明果实辣味等20个性状定位到了94个显著关联的SNPs,其中多个位点与前人研究一致。
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S641.3
【图文】：

路线图,路线,辣椒,定位分析

学院硕士学位论文第的多年多点数据进行分析；并且开发海量的遗传标记，使得定位分析的精度位到单个基因。基于中国农业科学院蔬菜花卉研究所辣椒课题组前期构建的我国辣椒核心测序开发的 SNP 标记，进行辣椒资源的遗传多样性研究，并将主要园艺性数据相结合进行全基因组关联分析，得到了与辣味、花梗着生状态、首花关的 SNP 位点。路线

果形,辣椒,核心种质,园艺性状

图 2.1 果形的表现形式Figure2.1 Fruit forms国辣椒核心种质主要园艺性状的聚类分析于 48 个园艺性状对 349 份辣椒核心种质进行聚类(图 2.1)，在遗传距离为 0.35 时被（附录 1）。体 1 共有 302 份材料，98.7%为一年生辣椒（C. annuum L.），剩余为 3 份灌木状辣ns L.）和 1 份中国辣椒（C. chinense Jacq），其植物学性状主要表现为中度分枝性

辣椒,主成分分析,材料,亚群

图 3.2 349 份辣椒材料主成分分析Figure 3.2 Principal component analysis of 312 pepper accessions3.2.4 我国辣椒核心种质群体结构分析我们将 K 值设为 1-5，分别构建了群体结构（图 3.3）。当 K=1 时，群体未进行分群。当 K=2 时，群体有了明显的分层，此时 K 值进行辣椒群体的构建最为适合，即我们所研究的 349 份辣椒资源中存在两个亚群；其中蓝色代表亚群 1，红色代表亚群 2。亚群 1 包括 318 份材料，包括所有的一年生辣椒 312 份、2 份茸毛辣椒以及 4 份野生种材料；并且只有 12.5%的材

【参考文献】