新西兰辐射松种质的基因组多样性、性状与祖源关联及核心种质优化

《Scientific Reports》：Genomic diversity, trait–ancestry associations and core subset optimization of Pinus radiata germplasm in New Zealand

　　

摘要

辐射松（Pinus radiata D. Don.）占新西兰外来种植林的 90%，拥有 70 年的育种历史背景。维持由数十年育种产生的大型原位档案库需要耗费大量资源，且固定的轮伐期使得种质管理比传统农作物更为复杂。基因组学工具为实现有针对性的资源管理和减少冗余提供了一条途径。在本研究中，我们从原位档案库中收集了 1,573 份样本，涵盖创始系、地方品种和优选系，并使用 8,243 个标记进行了基因分型。群体结构分析（STRUCTURE 和 PCA）确定了最优聚类 K = 3，揭示了低至中等程度的遗传分化（\(\:{F}_{ST}\) = 0.021–0.045），以及世代间的混合度增加。两个聚类分别对应已知的加州大陆（蒙特雷）和岛屿种源，第三个聚类可能代表新西兰地方品种中一个表征不足的陆系（阿尼奥纽埃沃）。尽管大陆祖源仍占主导地位，但在近期育种系列中，瓜达卢佩岛和塞德罗岛的信号明显。祖源加权分析揭示了各聚类之间截然不同的性状关联：聚类 1 倾向于生长性状，聚类 2 与盾壳孢抗性改善相关，聚类 3 表现出优异的木材质量性状但生长性能降低。这些结果可能提供了通过元奠基者将祖源纳入单步评估的机会，以减少偏差并支持平衡的遗传增益。此外，基于 Corehunter 派生的子集在最小化冗余的情况下，几乎完全捕获了等位基因代表性并保持了高多样性。本研究展示了基因组学辅助核心种源选择的价值，旨在精简原位和离位档案中的种质保存，确保持续辐射松改良的韧性基础。