【摘 要】
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亚麻(Linum usitatissimum L.)是重要的经济作物,其农艺性状直接影响产量和品质。传统育种方法不能满足亚麻性状改良的需要,基于分子标记与农艺性状之间的连锁通过标记辅助选育能够加快育种进程。本文研究了国内外引进的477份亚麻种质遗传多样性,构建200份亚麻核心种质,多重分析评价决定种子和原茎产量的主要农艺性状。筛选抗白粉病亚麻种质,解析抗性种质在群体中的分布情况。采用全基因组重测序
【基金项目】
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新疆维吾尔自治区高技术项目(201517108); 国家自然科学基金(31160056/C020408);
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亚麻(Linum usitatissimum L.)是重要的经济作物,其农艺性状直接影响产量和品质。传统育种方法不能满足亚麻性状改良的需要,基于分子标记与农艺性状之间的连锁通过标记辅助选育能够加快育种进程。本文研究了国内外引进的477份亚麻种质遗传多样性,构建200份亚麻核心种质,多重分析评价决定种子和原茎产量的主要农艺性状。筛选抗白粉病亚麻种质,解析抗性种质在群体中的分布情况。采用全基因组重测序对200份种质进行深度测序,基于SNP标记对亚麻数个性状进行关联分析,挖掘候选基因。为后续开发亚麻育种相关的分子标记奠定基础,同时为亚麻品种的改良选育提供科学依据。主要结论如下:(1)供试477份亚麻种质资源具有较高的遗传多样性,主要农艺性状变异系数在6.73%-41.19%,平均为17.86%,变异丰富。主成分和聚类分析将477份亚麻种质主要划分为油用亚麻和纤用亚麻两大类群,这种差异源于亚麻双向驯化所致。(2)基于14个数量性状的相关性分析、主成分分析、多元线性回归分析、聚类分析和曲线回归分析,确定了亚麻种子产量主要由分枝数、蒴果数、种子大小、株高决定。亚麻原茎产量主要由“高度”因子决定。籽粒高产亚麻理想株型为株高约70cm,株型约0.6,千粒重7g以上,分枝数约8个,蒴果数约35个。纤用亚麻株高120cm以上、株型紧凑适合高密度种植。(3)379份亚麻种质中无白粉病免疫(M)植株,高抗(HR)材料仅1份,抗病(R)材料8份,占供试材料的2.11%,亚麻白粉病抗性资源稀缺。266份供试亚麻材料聚为2大类群,不同类群亚麻白粉病抗性存在极显著差异,抗病材料集中在遗传多样性丰富的油用亚麻群体中,油用亚麻种质白粉病病情指数极显著低于纤用亚麻。(4)200个亚麻测序数据量为770.85 Gb,平均每个样品3.81Gb,获得1,200,380个SNPs。三种互补群体分层分析方法的结果高度一致。所研究的200份亚麻品种主要聚为纤用和油用两大类群。(5)亚麻LD值仅为15kb,120余万高密度的SNPs标记达到基因组的全覆盖。QQ图观测值与预期值匹配良好,关联分析结果可靠。全基因组关联分析挖掘到锰转运ATP酶/ABC型锰酶复合物、DNA甲基转移酶家族蛋白、微管相关蛋白、DUF26激酶可能是影响高度的候选基因。八氢番茄红素合成酶和细胞色素P450基因可能是影响花色的候选基因。
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