近日，中國熱科院品資所荔枝龍眼研究團(tuán)隊在荔枝遺傳育種方面取得新進(jìn)展。研究團(tuán)隊基于875份高深度荔枝重測序數(shù)據(jù)開發(fā)了一套低成本、高通量、高效可變的液相SNP芯片，填補了荔枝低成本高通量基因分型工具的空白，對荔枝功能基因組研究和種質(zhì)資源數(shù)字化具有重要意義。
荔枝為無患子科荔枝屬常綠喬木，是我國重要的南亞熱帶果樹。荔枝育種的主要方式為雜交育種和實生選種。童期較長導(dǎo)致的高成本制約了荔枝的育種進(jìn)程，而基于基因分型的早期篩選可降低育種成本，提高育種效率。隨著荔枝分子遺傳學(xué)的進(jìn)展，成百上千與表型關(guān)聯(lián)的分子標(biāo)記將被開發(fā)用于輔助育種。因此，開發(fā)一套高通量，低成本和高靈活性的基因分型工具勢在必行。
研究開發(fā)了Litchi40K荔枝液相芯片，該芯片基于875份荔枝基因組變異數(shù)據(jù)集，以‘妃子笑’為參考基因組，包含40320個高質(zhì)量SNP。Litchi40K液相芯片在群體遺傳結(jié)構(gòu)分析，全基因組關(guān)聯(lián)分析，雙親雜交群體連鎖分析和DNA指紋圖譜分析中均表現(xiàn)出良好的效果。（1）在192份褐毛荔群體中，存在3個空間分布特征的亞群，并在亞群分化的基因組區(qū)域共鑒定到1110個基因。（2）此外，一共鑒定到30個關(guān)聯(lián)多種農(nóng)藝性狀的顯著信號。LITCHI02696的H002單倍型在Sub2亞群中占主導(dǎo)地位，顯著提高了褐毛荔群體的可溶性固形物含量。（3）在雜交群體中，利用液相芯片構(gòu)建了高密度遺傳圖譜，共鑒定到79個矮化相關(guān)的QTL。一個在父本中存在雜合移碼變異的NAC轉(zhuǎn)錄因子被鑒定為候選基因。（4）從液相芯片中進(jìn)一步篩選出384個SNP，構(gòu)建了164個主要栽培荔枝品種的DNA指紋圖譜，揭示了明確的親緣關(guān)系，鑒定出10組可能的同物異名或芽變實例。
該研究成果以“Litchi40K v1.0: a cost-effective, flexible, and versatile liquid SNP chip for genetic analysis and digitalization of germplasm resources in litchi”為題發(fā)表于《Horticulture Research》。中國熱科院品資所副研究員張蕾，助理研究員王鵬飛為論文共同第一作者，李煥苓副研究員和王家保研究員為共同通訊作者。該研究得到了海南省重點研發(fā)計劃、國家重點研發(fā)計劃、國家荔枝龍眼產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)基金和中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院揭榜掛帥等項目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/hr/uhaf038
