番茄遗传多样性及几个重要农艺性状的关联分析

发布时间：2018-03-18 16:49

本文选题：番茄　切入点：遗传多样性　出处：《沈阳农业大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：番茄是世界上重要的蔬菜作物,番茄品质相关性状一直是番茄育种中的热点,弱光是影响番茄生产的重要限制因素,番茄耐弱光育种是提高番茄品种耐弱光性、减少光照不足造成减产的有效途径,而开发与品质和耐弱光性相关的分子标记,将极大的促进番茄品种改良和种质创新。本文从348份番茄材料中筛选出191份番茄自交系作为关联作图群体。利用3种分子标记(SNP、InDel和SSR)对其进行遗传多样性、群体结构和连锁不平衡(LD)分析。最后对番茄品质和耐弱光相关性状进行基于全基因组扫描的关联分析,检测与目标性状相关联的分子标记。主要研究结果如下：1.利用52个SNP标记对348份番茄自交系进行遗传多样性分析,其中45个SNP标记具有多态性,在整个群体中,所有多态性标记的平均期望杂合度和PIC分别为0.395和0.309。比较不同亚群间的遗传多样性发现,樱桃番茄拥有最高的遗传多样性,美洲番茄次之。群体结构和NJ聚类分析发现,348份番茄自交系可以聚类为3大类群,樱桃番茄、欧洲番茄和中国番茄,中国番茄又可进一步划分为粉果番茄、迟熟番茄和红果番茄。根据348份番茄个体间遗传距离,从中筛选出了191份番茄自交系作为关联作图群体。最后利用SNP标记构建核心种质发现,仅需2%的个体便可以覆盖所有的SNP变异。2.利用273个分子标记对191份番茄自交系进行遗传多样性分析,共有238个标记具有多态性,包括103个SNP、113个InDel和22个SSR。三种分子标记的等位基因频率分布差异较大,InDel和SSR标记拥有较多的低频等位基因。遗传多样性和群体结构分析显示,SNP标记可以检测到更多的遗传变异和群体结构,这说明在分析亲缘关系较近的栽培番茄时,SNP标记具有较高的效率。基于238个分子标记的群体结构分析显示,191个番茄自交系可分为4个或者6个亚群体。LD分析显示,InDel和所有分子标记标记在染色体上的平均LD衰减距离为3～5cM,而SNP标记在染色体上的平均LD衰减距离为10-15cM。3.分别在两个年份对191份番茄自交系的农艺性状进行调查,6个品质相关性状(单果重、果实横径、果实形状、心室数、糖度和果实硬度)在群体内具有丰富的多样性,个体间差异显著,不同的年份间,只有糖度差异显著。利用混合线性模型对6个性状进行关联分析,累计检测到115个显著相关联的标记,其中与单果重性状为10个,果实横径相关的标记为16个,果实形状为38个,心室数为11个,糖度为17个,果实硬度为23个。表型变异解释率在0.8%～14.8%之间,其中表型变异解释率最高的标记为SSR45,与番茄果实硬度相关联。4.本研究在正常光照和遮光两种处理下对191份番茄自交系进行了耐弱光评价,评价指标包括株高、茎粗、叶绿素含量、单果重、坐果率及利用这5个指标计算的相对耐弱光指数。5个指标在两种处理下均差异显著,单果重、茎粗、叶绿素含量和坐果率较对照分别平均下降了33.02%、24.10%、26.50%和39.02%,株高平均增加了28.87%。对5个相对耐弱光指数进行相关性分析发现,5个指数间的相关性均较低,说明这5个性状的遗传规律不同。然后利用238个多态性标记对5个性状进行关联分析,累计检测到73个相关联的分子标记,与单果重相关的标记有14个,与株高相关的分子标记有20个,与茎粗相关的标记有13个,与坐果率相关的有18个,与叶绿素相关的标记最少,为8个。这些相关联分子标记的表型变异解释率在0.3%～4.5%之间。最后对5个耐弱光指数进行关联分析发现,累计检测到48个相关联的标记,与单果重耐弱光指数相关的标记有8个,与株高耐弱光指数相关的有10个,与茎粗耐弱光指数相关的有15个,坐果率耐弱光指数有5个,叶绿素耐弱光指数有10个。表型变异解释率在2.1%～8.7%之间。
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【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S641.2

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