基于高通量測(cè)序的芥菜結(jié)構(gòu)變異(SV)標(biāo)記開(kāi)發(fā)及應(yīng)用.pdf

1、芥菜是世界范圍內(nèi)一類(lèi)重要的經(jīng)濟(jì)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(lèi)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(jié)構(gòu)變異（Structure variat

2、ion，SV）標(biāo)記屬于基因組結(jié)構(gòu)變化，包括插入、缺失、結(jié)構(gòu)重復(fù)、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(cè)序技術(shù)的發(fā)展，高通量、新型分子標(biāo)記已運(yùn)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(cè)序深度，對(duì)榨菜基因組結(jié)構(gòu)變異多態(tài)性進(jìn)行掃描，并對(duì)另一份榨菜材料進(jìn)行重測(cè)序，獲得SV多態(tài)性，開(kāi)發(fā)為基于PCR方法的標(biāo)記。將這些標(biāo)記運(yùn)用到榨菜膨大莖QTL分析和芥菜種質(zhì)遺傳多樣性分析，所得結(jié)

3、果如下:
　　①對(duì)2個(gè)榨菜樣本分別進(jìn)行測(cè)序和重測(cè)序?？倻y(cè)序量為29.90Gb，其中170bp文庫(kù)19.57Gb，500bp文庫(kù)10.33Gb。測(cè)序數(shù)據(jù)覆蓋度59.8倍，共產(chǎn)生304，440，194個(gè)reads，28.35Gb高質(zhì)量榨菜基因組數(shù)據(jù)被用于進(jìn)行17-mer分析。預(yù)計(jì)基因組大小978Mb。組裝結(jié)果與參考序列比對(duì)，共檢測(cè)到100997個(gè)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(jié)構(gòu)變異序列，利用基因組結(jié)構(gòu)變異上游300bp和下游300bp區(qū)域的序列，設(shè)計(jì)20個(gè)寡核苷酸的正向和反向PCR引物。共有833個(gè)基于PCR的SV標(biāo)記在榨菜中被開(kāi)發(fā)。
　　②榨菜膨大性狀QTL定位。在構(gòu)建的6條連鎖群上檢測(cè)到2個(gè)與膨大性狀相關(guān)性較高的區(qū)域，均位于LG1。其中控制橫徑和莖重的QTL位點(diǎn)均位于BJsv1737和BJsv1774之間，LOD值分別在BJsv1362左側(cè)

5、和右側(cè)區(qū)域達(dá)到最大?？刂瓶v莖的QTL位點(diǎn)位于AT4G27490和AT4G33920之間，LOD值在AT4G27490左側(cè)達(dá)到最大。將BJsv1362和AT4G27490分別與白菜和擬南芥基因組進(jìn)行比對(duì)發(fā)現(xiàn)，BJsv1362的正反引物的比對(duì)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(biāo)記對(duì)芥菜種質(zhì)進(jìn)行遺傳多樣性分析。在4

6、7個(gè)芥菜品種間分別以類(lèi)平均法(UPGMA)、鄰接法(NJ)和最小進(jìn)化法(ME)構(gòu)建分子標(biāo)記進(jìn)化樹(shù)，對(duì)芥菜品種進(jìn)行類(lèi)聚分析。結(jié)果表明三種聚類(lèi)分析法結(jié)果基本相同且均部分符合基于芥菜食用器官和地理來(lái)源的傳統(tǒng)分類(lèi)。UPGMA方法中WT6、TN02、IN46、IN209、0380109與其他種質(zhì)分離，其余42個(gè)品種類(lèi)聚成3個(gè)主要類(lèi)群，6個(gè)亞群。NJ法中AU201和IN02與其他種質(zhì)分離，余下的芥菜種質(zhì)類(lèi)聚為5個(gè)大群8個(gè)亞群。ME法中AU201和I