加工番茄可溶性固形物含量的全基因组关联分析与连锁作图

针对栽培种番茄(S. lycopersicum)遗传背景狭窄，严重缺乏可用于挖掘其遗传多样性的标记；番茄关联作图滞后；我国加工番茄产业急需优良新品种；遗传资源匮乏等系列科学和实际生产问题。.项目拟基于已完成的番茄全基因组测序和重测序的序列，开发大量InDel、SNP、SSR等高信息量和高通量标记，通过分析番茄亚群体"加工番茄"的遗传多样性，构建我国加工番茄核心种质资源库；结合遗传连锁和关联作图(Linkage and association mapping)，获得与加工番茄关键性状可溶性固形物含量(soluble solids content,SSC%)相关的重要基因组区段/基因簇/基因/等位基因紧密连锁的标记或功能标记，用于辅助选育。研究结果将揭示关联和连锁作图结合挖掘番茄QTL的潜力，初步建立加工番茄分子设计育种技术体系，提升我国加工番茄育种的整体水平。

分别从TGRC、Eu-SOL、INRA和IVF-CAAS收集整理了360份番茄遗传资源，包括10份野生资源、53份醋栗番茄、112份樱桃番茄、166份鲜食和加工番茄和17份现代商业杂交种。对上述材料进行了5×重测序，田间种植上述全部材料，进行了可溶性固形物含量测定，通过全基因组关联分析（GWAS），验证了来自醋栗番茄野生渗入片段的3个控制可溶性固形物含量的位点ssc5.1, ssc5.2 and ssc5.3，它们均分布在第5条染色体长臂的末端。. 基于50 年来收集的3 026 份加工番茄不同类型种质资源，分别利用20 个表型性状和均匀覆盖12 条染色体的46 个SNP 标记，采用5 种不同方法（Mstrat、Random、REMC、SBS 和SFS）构建了10 种初始核心种质。通过对其代表性评价与分析，最终确定了加工番茄最佳核心种质。Mstrat 是构建加工番茄亚群核心种质的最佳方法，采用10%抽样比例所构建的302 份最佳核心种质GCC1 对原始种质的遗传结构和多样性均具有较好的代表性。通过对原始种质群体结构和主成分分析，加工番茄种质资源可分为2 个较大的群体，遗传背景分别是基于代表性材料普通栽培番茄E6203 和M82，所构建的GCC1 核心种质均匀分布在原始种质资源群体。. 基于构建的加工番茄核心种质，从3026份自交系中选择了代表50年育种历程的615份，分别利用16个表型性状和81个（13对SSR、24对InDel、44个SNP）不同类型的多态性标记，对其遗传多样性进行了分析与比较。无论是基于表型还是基因型数据，供试自交系均分为两大群，聚类结果基本一致。其中表型聚类包括7个亚群，基因型聚类包括6个亚群。进一步综合分析表型和基因型聚类结果，发现大多数早期育成的自交系聚为一类，近5年育成的自交系不同程度地分布在两类中，说明新育成的自交系遗传多样性更为丰富。此外还发现，不同类型标记中，SNP在加工番茄亚群中呈现更好的多态性，等位基因数、基因多样性、PIC（Polymorphism information content，PIC）值等均明显高于SSR和InDel。. 对于构建的加工番茄核心种质，进行了0.5×重测序，挖掘出大量SNP；对核心种质分别种植新疆大田，对每份材料进行了果实可溶性固形物含量测定，再次验证了五号染色体的可溶性固形物含量位