葡萄果粒质量相关性状全基因组关联分析

摘要：

[目的]果粒大小是葡萄外观和产量的重要构成因子之一,为受多基因调控的复杂数量性状,挖掘葡萄果粒大小相关性状的关键遗传调控位点和基因,将有助于葡萄产量的提高.[方法]本研究以150份葡萄品种资源为材料,分别于2019年和2020年对葡萄果实单粒重、种子数目和种子质量等进行测定,并结合重测序获得的高密度基因型数据进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),挖掘调控各性状的遗传位点和基因.[结果]各性状在关联群体中呈现广泛的连续变异,变异系数为39.55％—68.89％;在不同年份均服从正态分布,符合数量性状遗传特征;相关性分析表明葡萄果实单粒重、种子数目和种子质量呈显著正相关.全基因组关联分析共检测到150个与果实单粒重显著关联的SNP,在2019年检测到99个SNP,解释表型变异的14.48％—25.59％;在2020年检测到73个SNP,解释表型变异的16.08％—26.83％;其中24个SNP位点在两个年份均检测到,主要位于1号、5号、11号和16号染色体.相较于果实单粒重,检测到的与种子数目显著关联的SNP较少,2019年检测到1个显著性SNP,表型解释率为24.29％;2020年检测到17个显著性SNP,均位于18号染色体.两个年份检测到与种子质量显著关联的SNP分别有1个和2个,位于18号染色体,解释表型变异的23.59％—48.29％.在两年重复检测到SNP位点基因组区域内,根据基因功能注释筛选出11个可能与果实单粒重相关的候选基因,其中包括乙烯信号通路基因(基因ID:VIT_05s0049g00490、VIT_05s0049g00500、VIT_05s0049g00510和VIT_16s0100g00400)、赤霉素信号途径基因(基因ID:VIT_11s0016g04630和VIT_16s0022g02310)、生长素响应蛋白基因(基因ID:VIT_11s0016g05640)和一些重要的转录因子基因(基因ID:VIT_05s0049g00460、VIT_11s0016g05660和VIT_16s0022g02330).在18号染色体鉴定到与种子含量相关的候选基因(基因ID:VIT_18s0041g01880,编码MADS-box蛋白VviAGL11),位于该基因上的SNP基因型变化显著影响葡萄果实种子数目和质量.[结论]结合两个年份的表型数据,共检测到150个与果实单粒重显著关联的SNP,主要定位于1号、5号、11号和16号等染色体;检测到19个与种子含量关联的SNP,主要定位于18号染色体.基于基因注释和基因型分析结果,确定了包含VIT_11s0016g04630和VIT_16s0022g02310等在内的11个候选基因可能参与调控葡萄果实单粒重,确定候选基因(基因ID:VIT_18s0041g01880)与种子含量显著相关.

关键词：葡萄、果粒大小、全基因组关联分析、候选基因

所属期刊栏目：56

分类号：S512.1;TP277;S

资助基金：北京市农林科学院创新能力建设专项;现代农业产业技术体系建设专项;河北省重点研发计划

在线出版日期：2023-05-22（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：1561-1573