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小麦SNP分子条形码的开发与利用

高丽锋  孔秀英  贾继增  
【摘要】:DNA条形码是一种可以在种间、种内进行物种和材料鉴定与评估的标记。在小麦、水稻、玉米等物种种内水平上,以前广泛使用的是SSR标记,用于新品种鉴别与多样性分析。随着新一代测序技术的发展,许多作物全基因组测序已经完成,随之产生了大量的单核苷酸多态性(SNP),筛选多态性高的SNP已成为构建新一代DNA条形码的主要标记类型。本研究分析的SNP位点来自Illumina小麦9KInfmium SNP芯片数据中的6254个位点;分析的材料包括三套。第一套是中国名优特小麦资源,包括我国自上世纪30年代以来具有特殊性状的材料(如抗病、抗虫、耐逆、优质、大穗、大粒、矮秆等)、骨干亲本和生产上大面积推广品种,共计193份;第二套材料包括244份随机选取的中国小麦种质资源。;第三套材料为小麦野生种。前两套材料用来产生基于SNP的DNA条形码,第三套材料用于验证条形码。从6254 SNP位点中经过逐步筛选,去除数据缺失率10%、单态SNP位点,挑选多态性最高的SNP,根据UPGMA聚类树逐步增加能分辨亲缘关系近的材料间SNP,并逐步删除对改变分辨率没重大影响的SNP标记,最终获得43个分布于21条染色体上SNP条形码位点。这43个SNP位点平均最小等位基因频率35%,且位点间相对独立(平均LD R~2=0.1)。与全部有效SNP数据比较,43个SNP在193个中国名优特小麦材料和359份材料中的多态性提高21.7%(0.36 vs.0.30)和28.8%(0.36 vs.0.28)。UPGMA聚类树显示43个SNP足以将193份名优特和359份材料完全区分开,并且能将98%的六倍体小麦与四倍性野生种区分开。本研究开发的基于SNP的DNA条形码将提供一种新的经济高效实用的小麦品种鉴定与保护以及多样性分析的工具。

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