基于DArTseq-SNP标记的白黄麻种质库遗传多样性、群体结构及分化区域分析

《BMC Plant Biology》：Genetic diversity, population structure, and candidate regions of differentiation in Corchorus capsularis L. germplasm collection

　　

摘要

背景

白黄麻（Corchorus capsularis L.）重要性状的成功发现与有效利用，取决于对种质库中遗传多样性结构和形成机制的清晰认识。本研究利用DArTseq衍生SNP标记，对世界蔬菜中心种质库中的遗传多样性、群体结构、连锁不平衡（LD）以及遗传分化的候选区域进行了评估。

结果

经过严格的标记级和样本级质量控制后，在94份样本中共保留6,829个染色体锚定的SNP，整体基因型判定率为96.65%。主成分分析和遗传背景分析识别出两个高度分化的样本：VI048152和VI050629。将其剔除后，92份样本中保留2,026个多态性SNP，独立聚类分析解析出两个遗传群体G₁（n?=?31）和G₂（n?=?61），两者经主成分判别分析可被明确区分。总体期望杂合度较低（He?=?0.0215）。AMOVA分析表明，18.44%的分子变异归因于群体间差异，81.56%归因于群体内变异（Φ?=?0.1844，p?<?0.001），两两FST为0.1421。连锁不平衡变异幅度较大，缺乏随距离一致衰减的模式，无法可靠估算全基因组LD半衰期。在180个符合条件的100 kb窗口中，两个窗口超过了经验99百分位FST阈值：6号染色体35.4–35.5 Mb处（FST?=?0.907）和2号染色体44.1–44.2 Mb处（FST?=?0.301）。上述两个区域均未超过经验核苷酸多样性比率阈值，因此被解释为分化程度较高的区域，而非已确认的选择清除信号。这些区域共包含28个注释基因和7个候选SNP（其中5个位于内含子，2个位于编码区），直接涉及5个优先定位基因，分别编码pTAC5类似蛋白、GBA2型β-葡萄糖苷酶、UPL5类似E3泛素蛋白连接酶、NTF2类似蛋白以及含SWIB/BAF60结构域蛋白。

结论

上述发现揭示了该种质库遗传基础相对狭窄，但样本间及遗传群体间存在显著分化。高度分化的样本代表具有独特遗传背景的种质资源，可优先进行进一步评价；两个分化基因组区域及5个优先定位基因为后续基因组和功能研究提供了可检验的目标。仍需更密集的基因组数据、表型评价和功能验证，方能确定其进化意义和育种价值。