【摘 要】
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本研究以来自56个国家和地区的390份燕麦种质资源为试验材料,对四个籽粒性状,包括百粒重、粒长、粒宽、粒周长进行了两年两点（2019-2020,2020-2021,四川温江和崇州）的系统调查,并使用简化基因组测序技术GBS进行了高通量测序和SNP位点挖掘,利用获得的高质量SNP标记对供试燕麦的群体结构和LD水平进行分析,结合表型和基因型数据对四个籽粒性状进行全基因组关联分析,主要结果如下:（1）在
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“基于 GBS 测序的燕麦地方品种遗传多样性研究及产量相关农艺性状的全基因组关联分析”（项目编号:31801430）； 四川省国际科技创新合作计划项目“燕麦优异基因资源的引进及其育种应用研究”（项目编号:2019YFH0125）；
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本研究以来自56个国家和地区的390份燕麦种质资源为试验材料,对四个籽粒性状,包括百粒重、粒长、粒宽、粒周长进行了两年两点（2019-2020,2020-2021,四川温江和崇州）的系统调查,并使用简化基因组测序技术GBS进行了高通量测序和SNP位点挖掘,利用获得的高质量SNP标记对供试燕麦的群体结构和LD水平进行分析,结合表型和基因型数据对四个籽粒性状进行全基因组关联分析,主要结果如下:（1）在四个试验环境下,燕麦的百粒重（HKW）、粒长（KL）、粒宽（KW）和粒周长（KP）的表型变异范围分别为0.53～4.46g、5.85～11.20mm、1.66～3.59mm和14.77～38.75mm。四个籽粒性状在不同环境下的变异系数相近,但不同性状之间变异系数不同,其中HKW的平均变异系数最高（26.99%）,其次是KW（12.33%）、KP（12.00%）和KL（10.09%）。HKW、KL、KW和KP的广义遗传力分别为0.72、0.79、0.79和0.67,表明这些性状受遗传因素严格控制。同时观察到不同环境之间性状的差异,表明这些性状也受到环境的影响。分析四个籽粒性状在不同环境下的相关性,结果表明,这些性状在不同环境下均呈极显著相关。其他三个性状均与HKW呈显著正相关。（2）在四个环境下,栽培品种百粒重和粒宽均高于地方品种,且除2020CZ外,栽培品种和地方品种的百粒重差异达到显著水平。栽培品种和地方品种粒长和粒周长在不同环境下表现并不一致。这些结果表明,百粒重作为产量的主要因素,百粒重在现代育种进程中受到一定程度的选择,且栽培品种百粒重的增加主要是因为粒宽的增加。在四个环境下,所有裸燕麦品种的百粒重,粒长、粒宽和粒周长均显著低于皮燕麦（去皮后测量）。其中,裸燕麦的百粒重比皮燕麦低至少22.70%（2020CZ）。（3）筛选过滤后,共计获得49702个高质量SNP。平均标记密度为4.64个/Mb。其中C基因组染色体上的标记数量（21825）远多于A（11544）和D（15185）染色体。PCA和NJ树均揭示在供试燕麦燕麦中存在较弱的群体结构。来自中国不同地区的裸燕麦品种聚在一起,表明具有较近的亲缘关系,地理来源是不同群体结构形成的主要因素。来自地中海的燕麦品系在PCA上分布广泛,表明其遗传多样性较高。（4）利用获得的SNP标记和表型数据对百粒重、粒长、粒宽、粒周长进行全基因组关联分析。本研究中,四个环境共检测到30个与百粒重显著关联的SNP位点,1D染色体标记数量最多,有5个标记,其次是5A染色体,有4个标记。四个环境共检测到29个与粒长显著关联的SNP位点,5D和7D染色体上标记数量最多,均有3个标记,其次是1D、2A、3D、6C、6D染色体,均有2个标记,S6D＿216593034该标记在2020CZ和2020WJ均被检测到。四个环境共检测到33个与粒宽显著关联的SNP位点,1D、2C、6C染色体上标记数量最多,均有4个标记,其次是4A、5D染色体,均有3个标记。四个环境共检测到30个与粒周长显著关联的SNP位点,5C染色体上标记数量最多,有4个标记,其次是2D染色体,均有3个标记。其中有6个SNP位点同时与两个或两个以上的籽粒性状显著关联,这些结果表明控制这些籽粒性状的基因可能具有多效性。
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