基于基因分型技术的燕麦SNP标记研究

为加快燕麦分子辅助育种进程,以1981-1983年进行抗旱性鉴定的42份燕麦种质(18份低抗、13份中抗、11份高抗)和12个未鉴定的燕麦育成品种为试验材料,采用PstⅠ/MspⅠ双酶切的dd-GBS基因分型技术构建燕麦简化基因组参考序列,通过Stacks、主成分分析、Fisher Test和Blast分析研究燕麦SNP分子标记。测序结果表明,燕麦个体的高质量reads数在4 111 218～19 019 296,利用Stacks软件成功组装753 325条燕麦简化基因组参考序列,共注释74 657个群体SNP位点。主成分分析表明,燕麦SNP基因型大致聚为2簇,其中一簇主要由14份低抗种质组成,另一簇则包含全部11份高抗种质。进一步的Fisher Test差异显著性统计分析表明,相对于燕麦低抗种质材料,共有2 937个SNP标记在燕麦高抗种质材料中差异显著((错误发现率False Discovery Rate,FDR)<0. 05),其中,55个SNP标记差异极显著(FDR <0. 001)。将上述55个SNP标记所在源序列与小麦基因组序列在Phytozome数据库中进行比对(Blast)发现,14个SNP位点可能参与燕麦抗旱生物学信号通路基因的表达,其中包括参与植物激素信号转导来调控燕麦的抗逆性。通过GBS技术成功组装的燕麦简化基因组参考序列,丰富了当前燕麦的基因组数据库。通过统计学分析得到的55个SNP标记与小麦基因组数据库进行比对,结果发现,14个SNP标记将对燕麦分子辅助育种和加速育种进程具有重要的指导意义,更可为今后的燕麦种质资源大规模快速筛选奠定技术基础。