亚麻产量相关性状的全基因组关联分析

China is a large linen processing and exporting country. However, due to the low yield of existing varieties and the shortage of raw flax, our linen industry was heavily dependent on imports over the past decade, increasing fiber yield therefore is an immediate imperative of flax breeding. However, linen high-yield breeding has not been able to make a breakthrough, owing to the limited genetic variation genealogy of flax germplasm, and the lack of research on the genetic basis of fiber yield. The aim of this study is to understand the genetic diversity and population genetic structure of flax germplasm, and identify the SSR markers closely associated with yield related traits, explore germplasm containing elite alleles. A genome-wide association study with SSR molecular marker was first used to analyze a flax core germplasm collection consisting of 182 varieties, originating from 38 countries and regions, and the Linkage disequilibrium (LD) level. The results of the research not only could lay the foundation for the launching of the flax yield related traits, gene cloning and molecular marker-assisted breeding, can also provide valuable scientific basis for the efficient excavation other excellent genetic resources and germplasm innovation of flax.

我国是亚麻纤维加工和产品出口大国。由于国内亚麻品种单产低，亚麻纤维原料短缺，导致我国的麻纺产业近十年来严重依赖进口，提高亚麻品种的纤维产量成为亚麻育种的当务之急。然而，亚麻的种质资源遗传基础狭窄，产量形成相关遗传基础研究匮乏，使得多年来亚麻的高产育种一直未能取得突破性进展。本研究拟利用前期开发的大量亚麻SSR分子标记，结合多年多点的性状调查数据，对来自世界38个国家和地区的182份亚麻资源材料进行遗传多样性及群体遗传结构分析。并在此基础上，首次采用全基因组关联分析方法研究标记位点间的连锁不平衡及亚麻基因组的LD衰减水平，进行分子标记与产量相关性状的关联分析，明确与产量相关性状显著关联的标记位点，并发掘含有相关位点优异等位变异的种质材料，从而为亚麻产量相关性状的基因定位、基因克隆和分子标记辅助育种等研究的开展奠定基础，并为高效发掘亚麻其他优异基因资源及种质创新提供科学依据。

我国是亚麻纤维加工和产品出口大国。由于国内亚麻品种单产低，亚麻纤维原料短缺，导致我国的麻纺产业近十年来严重依赖进口，提高亚麻品种的纤维产量成为亚麻育种的当务之急。本研究对来自38个国家和地区的535份亚麻种质的表型性状特征和遗传多样性进行分析，构建了包含182份亚麻种质的初级核心种质库，并对亚麻产量相关性状进行多重分析，确定构成亚麻纤维产量和种子产量的主要决定因子。同时利用利用SSR分子标记解析了亚麻核心种质的遗传多样性及群体结构；并采用关联分析方法分析与产量相关性状显著关联的标记位点，为亚麻产量相关性状的基因定位、基因克隆和分子标记辅助育种等研究的开展奠定基础。主要结果如下：.1．对亚麻产量相关性状进行多重分析表明亚麻种子产量的主要决定因子依次为分枝数、开花日数、分枝习性，而纤维产量的主要决定因子依次为出麻率、株高、干茎制成率。.2．亚麻的数量性状较质量性状表现出更为丰富的遗传多样性。9个地理来源群体的亚麻种质表型性状的遗传多样性以中国最高。基于表型性状的PCA分析可以把亚麻分为纤用及油用亚麻两个基因库。基于表型性状数据挑选出亚麻初级核心种质182份。.3．利用386对SSR引物在亚麻核心种质中扩增出424个SSR标记位点，共检测到1620个等位基因，平均每位点3.82个，平均PIC值为0.308，Shannon’s指数平均值为0.6301。不同地理来源的亚麻种质的遗传多样性也以中国最高。基于SSR标记也可把亚麻分为纤用亚麻和油用亚麻两亚群，纤用亚麻是油用亚麻的一个子类群。.4．亚麻群体存在一定程度LD，LD主要由重组引起。利用GLM模型所找到的与三年性状数据都存在关联的位点数分别为54、50和46个，其中有2个SSR位点都表现出与三年的表型性状共同关联。