【摘 要】
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随着测序技术日新月异地发展,甘蓝型油菜基因组序列的测定与释放,使得依赖于参考序列进行大规模的重测序研究继而发掘甘蓝型油菜中广泛存在的遗传变异变得可能。这可以为甘蓝型油菜的基因定位、育种以及研究其进化过程奠定基础。本研究利用从世界范围内广泛收集的34份甘蓝型油菜的种质资源,并结合第二代测序技术对其进行重测序。利用重测序数据所发掘的SNP、In Del变异分析了34份甘蓝型油菜的核苷酸多样性（π）水平
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随着测序技术日新月异地发展,甘蓝型油菜基因组序列的测定与释放,使得依赖于参考序列进行大规模的重测序研究继而发掘甘蓝型油菜中广泛存在的遗传变异变得可能。这可以为甘蓝型油菜的基因定位、育种以及研究其进化过程奠定基础。本研究利用从世界范围内广泛收集的34份甘蓝型油菜的种质资源,并结合第二代测序技术对其进行重测序。利用重测序数据所发掘的SNP、In Del变异分析了34份甘蓝型油菜的核苷酸多样性（π）水平,全基因组的连锁不平衡（LD）水平以及群体结构。同时,根据拟南芥中已报到的开花基因,在甘蓝型油菜的基因组中鉴定其同源基因,并分析了同源基因在春、冬两个亚群间的分化程度。主要的结果如下:1.利用Illumina二代测序平台对收集到的34份甘蓝型油菜进行中等覆盖度的重测序,经过质量控制后得到测序数据量为266.32 Gb,每个单株的数据量平均为7.83Gb;通过将PE reads与参考序列进行比对,其中有200.46 Gb的数据可以成功比对到Darmor-bzh的参考序列上,每个单株成功比对到参考序列的数据量平均为5.90 Gb,平均覆盖度为88.94%。2.依赖于Darmor-bzh的参考序列,我们共发掘了约362万个SNP（转换颠换比为1.32）和52万个长度在1～10 bp范围内的In Del,SNP数目与In Del数目的比值约为0.14,整个油菜基因中SNP的平均密度为5,075.21个/Mb,In Del的平均密度为735.80个/Mb,A亚基因组的SNP和In Del的平均密度分别为7,142.56个/Mb和1,164.14个/Mb,C亚基因组的SNP和In Del的平均密度分别为3,841.11个/Mb和480.10个/Mb。3.通过对所得SNP和In Del的功能预测,我们发现67.69%的SNP位于基因组的非编码区域,同时鉴定出388,891个同义突变的SNP和248,876个非同义突变的SNP（非同义替换和同义替换的比率为0.64）;基因编码区域的In Del占全部In Del的27.35%,位于基因的外显子区域的In Del占总数的3.5%,非3的倍数长度的In Del仅仅为In Del总数的1.76%。另外,对春、冬油菜的核苷酸多样性水平的分析结果显示:春油菜的遗传多样性水平(π=1.16×10-3)高于冬油菜(π=0.73×10-3)的遗传多样性水平。4.群体结构分析表明:34份甘蓝型菜油可以划分为两个亚群,这和我们按照春、冬性将其划分的先验信息符合得较好,同时发现来自Australia的两个春油菜品种Rainbow和Dunkeld含有较多的冬油菜背景。5.连锁不平衡的分析结果为:整个群体LD衰减到其最大值一半（r~2=0.455）时的平均物理距离为262.9 kb,C基因组的LD水平（498.7 kb）高于A基因组（150.5kb）;另外,冬油菜的LD（439.7 kb）水平高于春油菜的LD水平（287.1 kb）。6.利用在拟南芥中已报道的涉及拟南芥开花途径的367个基因,我们利用RSD算法在甘蓝型油菜的基因组中共鉴定出349个orthologs,其中A亚基因组中200个,C亚基因组中149个。在此基础之上得到833个paralogs,其中A亚基因组398个,C亚基因组中435个。综合两部分的结果,我们在甘蓝型油菜基因组中共鉴定出了1,182个开花同源基因。7.从全基因组的变异中选取位于开花同源基因上游3 kb和下游3 kb以及基因内部的SNP和In Del标记共52,009个,利用群体间的分化系数Fst衡量开花同源基因在春、冬两个亚群之间的分化。通过设定Fst=0.51（Fst值分布的Top 5%）作为在两个亚群之间分化程度较大的阈值,我们一共筛选到了176个在春、冬亚群之间与开花有关并且分化程度较大的基因。结果表明:两个亚群之间分化程度较高的开花基因主要（69.89%）集中在光周期路径（Photoperiod）、花发育（Flower development）相关路径、春化（Vernalization）路径、分生组织响应（Meristem response）以及光信号（Light signaling）路径。
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