油菜耐盐相关性状的全基因组关联分析及其候选基因预测

摘要：

[目的]通过对甘蓝型油菜耐盐相关性状进行全基因组关联分析,寻找可能与油菜耐盐性相关的SNP位点,发掘与油菜耐盐性有关的候选基因.[方法]以1.2％NaCl溶液作为培养液,去离子水为对照,对307个不同品系的甘蓝型油菜进行发芽试验.播种后7d测定幼苗根长、鲜重及发芽率,计算盐胁迫下各性状相对值,并作为评价耐盐的指标.结合油菜60K SNP芯片,利用SPAGeDi v1.4软件对该群体307份甘蓝型油菜进行亲缘关系分析,并计算亲缘关系值的矩阵.利用软件STRUCTURE v2.3.4对关联群体进行了群体结构分析.为有效排除假关联的影响,将群体结构和材料间的亲缘关系考虑进关联分析中,同时进行了PCA+K模型、Q+K模型以及K模型3种混合线性模型分析和比较,根据所有SNP的-1g (P)观察值和期望值,确定每个性状GWAS分析的最优模型.采用TASSEL 5.0软件,在最优模型下对307份材料耐盐各性状的相对值分别与SNP标记进行全基因组关联分析.利用油菜基因组数据库,在显著SNP位点侧翼序列200 kb范围内提取基因.根据拟南芥中已经明确功能的耐盐相关基因,筛选出目标基因组区段内与耐盐相关的油菜同源基因.[结果]全基因组关联分析共检测到164个与根长显著关联的SNP位点,23个与鲜重显著关联的SNP位点,38个与发芽率显著关联的SNP位点.其中与根长、鲜重、发芽率最显著关联的SNP位点分别位于染色体A08、A02和A06,贡献率分别为23.84％、18.59％和31.81％.在这些显著SNP位点侧翼序列200 kb范围内发掘出可能与油菜耐盐性有关的50个候选基因.这些候选基因主要包括转录因子MYB、WRKK ABI1、bZIP、ERF1、CZF1、XERICO等以及一些下游受转录因子调控的不同功能基因NHX1、PTR3、CAT1、HKT、CAX1、ACER、STH、STO等.在根长和发芽率2个不同耐盐性状的分析结果中均筛选出位于A03染色体上的耐盐基因BnaA03g14410D.另外,这些耐盐候选基因中包含两组串联重复基因,分别是位于A03染色体上的BnaA03g18900D和BnaA03g18910D,位于C09染色体上的BnaC09g19080D、Bna C09g19090D和Bna C09g19100D.除此之外,耐盐候选基因中还包含2个距离非常近(中间只间隔2个基因)的重复基因BnaC02g39600D和BnaC02g39630D.[结论]共检测到225个与耐盐性状显著关联的SNP位点,筛选出5 0个可能与油菜耐盐性有关的候选基因.

关键词：甘蓝型油菜、耐盐性状、全基因组关联分析、SNP

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分类号：S81;S54

资助基金：国家重点研发计划“七大农作物育种”重点专项2016YFD0100202;国家自然科学基金31671729、31301351;中央高校基本科研业务费XDJK2016B031

在线出版日期：2017-06-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1189-1201