苦瓜种质抗象耳豆根结线虫的全基因组关联分析

来源 :海南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yl723694886
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
苦瓜(Momordica charantia L.)是海南省重要的冬种瓜菜之一,根结线虫(Meloidogyne spp.)是影响苦瓜产量和品质的重要土传病害之一,尤其象耳豆根结线虫(Meloidogyne enterolobii)近几年发展成为华南地区新的优势种群,能克服抗根结线虫Mi和N基因的特点,防治较为困难,筛选与创制抗性种质资源及选育抗性品种是最为环保和有效的技术措施。目前葫芦科蔬菜作物开展抗根结线虫的基因定位研究较少。本研究以192份苦瓜种质为研究对象,以根结指数和病情指数为主要鉴定指标,连续三年进行象耳豆根结线虫抗性鉴定;基于2020-2021年连续2年的抗性结果,通过对获得的8份抗性材料和8份感病材料开展根结指数、病情指数、卵粒指数、繁殖系数、株高、株重、茎粗、根鲜重及隶属函数等多指标综合抗性评估的方法,鉴定筛选出高抗高感的苦瓜种质资源;采用简化基因组技术(GBS)获得基因分型数据,以主成分分析法和STRUCUTURE群体结构分析两种方法对192份苦瓜种质进行群体结构划分;采用MLM(PCA+K)和MLM(K)2种混合线性模型开展全基因组关联分析(GWAS),鉴定苦瓜抗象耳豆根结线虫显著相关的SNP位点,开展关联候选位点的基因功能预测,为进一步开展抗性位点基因克隆、功能诠释以及抗病品种的培育提供理论基础,基于主要研究结果给出如下结论:(1)192份苦瓜种质对象耳豆根结线虫连续三年的抗性鉴定。‘parjat-1黑绿’、‘小苦瓜哥伦比亚卡利’、‘THMC286-1-1’等材料三年抗性鉴定中分析作为抗性种质;‘THMC356-1-1’和‘Y95-1-1’苦瓜种质在三年的表型鉴定中均为感病种质。根结指数的变异系数范围为51.64%-52.10%,病情指数的变异系数范围为25.35%-39.51%,表明根结指数的表型多样性远远高于病情指数,更能反映苦瓜种质对象耳豆根结线虫的抗性强弱。表型结果基本符合正态分布,属于典型的数量性状遗传特征。相关性分析表明表型数据的结果重复性较稳定。(2)多指标综合抗性鉴定。对2020-2021年获得的8份抗性材料和8份感病材料进行多指标综合抗性鉴定,16份材料受象耳豆根结线虫侵染后,株高、地上部鲜重、茎粗和根鲜重等相对生长量和根结指数、病情指数、卵粒指数和繁殖系数等抗性指标均存在明显差异,以相对生长指标、抗性指标和隶属函数结果进行综合分析,获得高抗的苦瓜种质为‘THMC286-1-1’、‘THMC285-1-1’和‘THMC283-1-1-1’,隶属函数值均达6以上,高感的苦瓜种质为‘Y95-1-1’,隶属函数值最小为2.57。16份材料鉴定的抗感结果较稳定,表明之前三次抗性鉴定的结果具有可靠性和准确性。(3)192份苦瓜种质资源的群体结构分析。采用主成分分析和STRUCUTURE群体分析两种方法,将192份苦瓜种质划分为中国和东南亚国家2个亚群。主成分分析将192份苦瓜种质划分为中国和东南亚国家2亚群;STRUCUTURE群体结构分析设置分群数K为2时,主要划分为中国和东南亚国家2个亚群,随着亚群数的增加,即从中国亚群和东南亚亚群细分离出更多亚群,基本起源于中国和东南亚国家。综合两种分析方法,表明将192份苦瓜种质划分为中国和东南亚国家2个亚群。(4)苦瓜种质抗象耳豆根结线虫的全基因组关联分析。采用简化基因组(GBS)技术获得了高质量的42,587个SNP位点,应用GEMMA软件基于MLM(PCA+K)和MLM(K)两种混合线性模型进行全基因组关联分析。在MLM(PCA+K)模型中,以lg(P)>5为阈值获得8个极显著SNP位点;以lg(P)>3为阈值检测到至少有两次重复的13个显著SNP位点,在3号染色体的8.11-8.27Mb区间检测到14个连续显著的SNP位点。在MLM(K)模型中,以lg(P)>3为阈值分析至少重复两次的41个显著SNP位点,其和MLM(PCA+K)模型共有6个显著位点重复,chr11-8711940标记是三年鉴定中均重复出现,认为该位点可能和象耳豆根结线虫抗性有关。(5)通过NCBI(National Center for Biotechnology Information)开展显著SNP位点的功能预测与生物信息注释。在MLM(PCA+K)模型中,8个极显著SNP位点的连锁不平衡区间获得60个候选基因,其中10个基因有功能注释,14个未知基因和36个功能未知基因;至少两次重合的13个显著SNP位点对应10个候选基因,其中2个基因有功能注释,2个未知基因,6个基因无功能注释;3号染色体的8.11-8.27Mb区间连续14个显著SNP位点存在30个候选基因,26个基因无功能注释,3个未知基因,1个基因有功能注释。在MLM(K)模型中根据重复的41个显著SNP位点,共发现了27个候选基因,9个基因有功能注释,3个未知基因,15个基因功能未知。综上,共获得127个候选基因,其中22个基因具有功能注释,83个基因功能未知,22个未知基因。推测细胞分裂素脱氢酶(CKX)、细胞分裂控制蛋白48(CDC48)、外囊复合物组成(SEC8)、NAC结构域蛋白、类受体胞浆丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(RBK2)和蛋白增强霜霉病(EDM2)基因为参与苦瓜抗象耳豆根结线虫的重要候选基因。
其他文献
行人重识别旨在跨非重叠摄像机识别特定的行人图像。随着监控设备的普及,行人重识别技术在安全监控和嫌疑人追踪等领域应用的较为广泛。但是在实际生活中,由于不同的摄像头拍摄的行人遮挡、姿势变化、光照强弱变化以及低分辨率等因素,导致行人图像的外观变化很大,难以获得鲁棒的特征。因此,专注于学习鲁棒和可区分的特征成为目前解决行人重识别任务的重中之重。传统的行人重识别方法是通过颜色和纹理特征或者学习强大的相似性度
学位
海洋生物检测对海洋生物资源利用及生态监控有重要意义。海洋生物检测任务执行于偏远海域时,利用移动设备完成实时检测相比常规水下机器人检测设备具有便利性强、低成本、低功耗等特点。基于深度学习的目标检测方法对海洋生物检测已经取得良好效果。然而,常规深度学习目标检测模型在移动端部署时会遇到模型占用空间过大、目标检测实时性能低的问题,常规轻量级检测模型又会遇到检测精度不佳、特征提取能力欠佳的问题。本文以开发应
学位
随着科学技术的飞跃式发展,当今社会已经开始步入高度信息化的时代,数字新闻逐渐取代纸质报纸成为如今人们主流的获取新闻的模式。但是高度信息化在带给人们便捷高效的优质服务的同时也造成了资讯过载的问题。而推荐系统的出现能够从海量的网络信息中,帮助消费者筛选掉大部分无效信息。为用户提供更加便捷服务的同时也增加了服务提供商的流量和收入。本文通过对新闻推荐的特性和相关技术进行分析,针对现有的新闻推荐工作中主要存
学位
在航海领域中,海上船舶态势感知一直是航海安全保障研究工作中非常重要的研究方向。为了更有效地保障海上航行安全,传统的海上航行安全保障方法通常依靠指挥人员在AIS、雷达、遥感图像等辅助下进行海况判断。然而,对于人工监视和解释决策的依赖意味着如果船员过度疲劳或者缺少工作经验则会严重危及航行安全。随着模式识别和智能信息处理技术的快速发展,它们在航海安全领域上得到了广泛的应用,其中通过基于深度学习的计算机视
学位
白木香[Aquilaria sinensis(Lour.)Spreng.]瑞香科(Thymelaeaceae)沉香属(Aquilaria Lam.)植物,是国产沉香的唯一基源植物。海南白木香资源丰富,是国产沉香的主要产地,所产沉香品质上乘,深受古今中外沉香爱好者的喜爱。近年来对白木香种质资源研究发现,人工栽培的品种/良种缺乏系统选育,存在种质基源各异、参差不齐,对白木香群体遗传学缺乏系统了解等问题
学位
近年来,水下无线传感器网络被广泛应用到各种场景,其采集的数据呈现爆炸式增长。如何挖掘数据的潜在价值已成为众多学者的研究热点之一。数据分类是一种常见的数据分析方法,在水下无线传感器网络中也是一项基础且重要的数据处理工作。但是,由于水下传感器节点自身能量有限、通信能力较弱,且容易受到复杂环境影响而导致数据丢失。数据的缺失会增大分类的难度,降低水下传感器数据的可靠性。尽管已有不少嵌入式分类算法可对含有缺
学位
在现代社会中,各国间的贸易往来越发频繁,而由于陆路运输的载量,以及空运高昂的成本的问题,使得海运依旧是长距离货物运输的最主要途径。这使得在海面上活跃的船舶数量不断增加,海面航行环境越发复杂。面对这种新形势,使用大数据、人工智能相关技术,对大量通过船舶自动识别系统(AIS)收集的信息进行分析从而提高分析效率,确保航行安全的现代化方法受到了越来越多的关注。为了有效地针对大量船舶轨迹进行分析,需要对不同
学位
近年来,随着人民群众生活习惯的巨大变化,肝病的发病比例一直维持在较高的状态。肝病的传播具有很强的隐晦性,其早期的潜伏症状使普通民众很难对其察觉。很多人对肝病的认识具有很大的知识盲区,并因此耽误诊断和治疗,这对我国肝病的防治工作构成巨大的挑战,民众亟需一个了解肝病知识的通道。信息技术的发展使医疗机构积累了海量的肝病研究资料和电子数据,而这些数据的专业性成为限制其应用的巨大壁垒。人工智能的飞速发展,尤
学位
菠萝(Ananas comosus(Linn.)Merr.)是我国种植的热带亚热带主要经济作物之一,商业化栽培中常常通过施用乙烯利促其成花,但作用机理尚不清楚。SOC1基因是调控植物开花的关键因子之一,已有的实验证据显示乙烯可以上调菠萝AcSOC1基因的表达。为深入了解AcSOC1在乙烯诱导菠萝成花中的作用,本研究以乙烯敏感型菠萝品种‘台农4号’为材料,利用基因克隆、基因表达定量分析、启动子分析、
学位
植物从土壤中获取养分以供自身生长发育和物质积累,土壤中养分含量的丰缺直接或间接影响着植物的生长发育,植物从土壤中获取的那部分养分叫有效养分,因此土壤中养分的有效性转换是关键。在土壤养分的有效性转化中,微生物承担了重要角色,根际土壤环境是根系微生物和植物根系作用最直接的场所,三者互相影响。本文研究了海南不同种植区胆木土壤养分、叶片营养元素含量年变化规律和根际土壤微生物的特性,为海南胆木的种植施肥管理
学位