小黑麦饲草产量与品质性状全基因组关联分析

来源 :石河子大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xq111
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目的:小黑麦是一种畜牧业发展的新型优质饲草。培育高产、优质的饲草型小黑麦新品种是其育种的主要目标。挖掘小黑麦饲草产量与品质性状相关的基因,可为后续小黑麦饲草产量与品质性状遗传改良提供基础。方法:本研究利用来自全世界多个国家的300份六倍体小黑麦种质资源为自然群体,系统调查了两年间其单株鲜草产量、单株干草产量、粗蛋白含量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量及相对饲用价值,结合简化基因组测序,开展了小黑麦饲草产量与品质性状的全基因组关联分析,揭示小黑麦种质资源的遗传多样性,挖掘了饲草产量与品质性状相关的SNP位点以及候选基因。结果:1.300份小黑麦来源于6大洲、20个小黑麦主要生产国,其来源广泛;遗传多样性丰富,其饲草产量与品质性状在品种之间存在广泛的遗传变异和多样性。变异系数范围为:5.01%~24.31%,单株鲜草产量的变异系数最大,中性洗涤纤维含量的最小;冬性小黑麦的鲜干草产量以及中酸性洗涤纤维含量高于春性小黑麦,而春性小黑麦的粗蛋白含量与相对饲用价值高于冬性小黑麦;国内外小黑麦在单株干草产量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量及相对饲用价值间差异极显著。H 390、B 4081、Nutri Seeds I-18、Eronga 83、Beesee等20份的综合评价D值较高,综合性状最佳。2.全基因组关联分析结果表明,在P<0.00001水平上,共检测到382个与饲草产量与品质性状相关的SNP位点。其中,与单株鲜草产量、单株干草产量、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和相对饲用价值显著相关的位点分别为74个(位于chr1A、chr1B、chr2A、chr3A、chr3B、chr4A、chr5A、chr6B、chr7A、chr1R、chr2R、chr3R、chr5R、chr6R和chr7R)、41个(位于chr3A、chr3B、chr5A、chr7A、chr1R、chr2R、chr3R、chr4R、chr6R和chr7R)、40个(位于chr5A、chr1R、chr3R、chr4R和chr5R)、12个(chr2A、chr3B、chr3R和chr5R)、274个(位于chr1A、chr1R和chr3R)和30个(位于chr1A、chr3R和chr5R)。检测到81个多效性SNP,与单株鲜草产量和单株干草产量显著关联的SNP 32个,与粗蛋白含量和酸性洗涤纤维含量显著关联的SNP 19个,与酸性洗涤纤维含量、相对饲用价值显著关联的SNP 21个,与中性洗涤纤维含量、相对饲用价值显著关联的SNP2个,与中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量、相对饲用价值显著关联的SNP 6个,与粗蛋白含量、中性洗涤纤维含量、酸性洗涤纤维含量、相对饲用价值显著关联的SNP 1个。筛选出49个候选基因,与单株鲜草产量、单株干草产量、粗蛋白、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和相对饲用价值相关的候选基因分别为22个、16个、7个、3个、11个和6个。其中有16个多效基因,与单株鲜草产量和单株干草产量相关的基因10个,与中性洗涤纤维含量和相对饲用价值相关的基因3个,与酸性洗涤纤维含量和相对饲用价值相关的基因3个。TRITD3Av1G019730、TRITD3Bv1G151350基因为单株鲜草产量、单株干草产量的候选基因,TRITD5Av1G170840基因为粗蛋白含量的候选基因,Sc WN5R01G661100.1基因为中性洗涤纤维含量、相对饲用价值的候选基因,Sc WN3R01G253300.1基因为酸性洗涤纤维含量、相对饲用价值的候选基因。结论:本研究筛选出小黑麦饲草产量与品质相关性状的优良资源,全基因组关联分析定位的小黑麦饲草产量与品质性状显著关联位点,可为今后小黑麦饲草产量与品质性状的基因挖掘及小黑麦新品种的培育奠定基础。
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