30种食用黄花菜遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建_罗柳青.pdf filename-=utf-8''30种食用黄花菜遗传多样性分析及DNA指纹图谱构建_罗柳青.pdf

分子植物育种 Molecular Plant Breeding ISSN 1672-416X,CN 46-1068/S 分子植物育种网络首发论文分子植物育种网络首发论文 题目：30 种食用黄花菜遗传多样性分析及 DNA 指纹图谱构建 作者：罗柳青，肖燕，张瑞春，王娟，方妙全，龙晓波 网络首发日期：2023-08-31 引用格式：罗柳青，肖燕，张瑞春，王娟，方妙全，龙晓波30 种食用黄花菜遗传多样性分析及 DNA 指纹图谱构建J/OL分子植物育种.https:/ 网络首发网络首发：在编辑部工作流程中，稿件从录用到出版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。录用定稿指内容已经确定，且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期刊特定版式（包括网络呈现版式）排版后的稿件，可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合出版管理条例和期刊出版管理规定的有关规定；学术研究成果具有创新性、科学性和先进性，符合编辑部对刊文的录用要求，不存在学术不端行为及其他侵权行为；稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的技术标准，正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。为确保录用定稿网络首发的严肃性，录用定稿一经发布，不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容，只可基于编辑规范进行少量文字的修改。出版确认出版确认：纸质期刊编辑部通过与中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有限公司签约，在中国学术期刊（网络版）出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为中国学术期刊（网络版）是国家新闻出版广电总局批准的网络连续型出版物（ISSN 2096-4188，CN 11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版。分子植物育种 Molecular Plant Breeding 研究报告 Research Report 30 种食用黄花菜遗传多样性分析及种食用黄花菜遗传多样性分析及 DNA 指纹图谱构建指纹图谱构建 罗柳青1*肖燕1 张瑞春1 王娟1 方妙全2 龙晓波2 1 衡阳市农业科学院农业资源与环境研究所,衡阳,421101;2 华智生物技术有限公司,长沙,410125*通信作者, 摘摘 要要 中国黄花菜资源丰富，但对其开发利用及育种工作相对落后。为揭示黄花菜种质资源遗传背景，促进中国黄花菜的种质创新，本研究对 30 份黄花菜种质资源进行基因组重测序，检测出全基因组中所有的潜在单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点，过滤后得到 27 877 546 个高质量 SNP 位点。根据单拷贝、位点杂合率、位点深度和次要等位基因频率(minor allele frequency,MAF)等指标对 SNP进行过滤筛选，得到了个能够高效鉴定黄花菜品种的核心 SNP 位点，构建了脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid,DNA)指纹图谱。结果显示，基于这 79 个纯合位点通过计算样本间的遗传距离，可以完全区分这 30份黄花菜材料，遗传相似系数(genetic similarity coefficient,GS)为 0.010.65 之间。最后将 79 个 SNP 数据进行基因型转换作为指纹图谱的基本信息，并以二维码的形式构建 DNA 指纹图谱。本研究对黄花菜进行重测序，筛选得到了 79 个核心的纯合 SNP 位点，通过这些核心位点进行聚类分析，阐明了不同黄花菜品种的亲缘关系，构建了特有的黄花菜 DNA 指纹图谱，为黄花菜的基因遗传多样性分析、品种鉴定、种质资源的管理提供部分数据参考。关键词关键词 黄花菜;SNP 位点;DNA 指纹图谱;聚类分析;亲缘性 Genetic Diversity Analysis and DNA Fingerprinting Construction of 30 Hemerocallis citrina Species Luo Liuqing 1*Xiao Yan 1 Zhang Ruichun 1 Wang Juan 1 Fang Miaoquan 2 Long Xiaobo 2 1 Institute of Agricultural Resources and Environment,Hengyang Academy of Agricultural Sciences,Hengyang,421101;2 Huazhi Biotech Co.Ltd.,Changsha,410125*Corresponding author, Abstract Chinese Hemerocallis citrina resources were rich around the world,but the exploitation,utilization and breeding were relatively backward.In order to reveal the genetic background and to promote the germplasm innovation of Chinese Hemerocallis citrina germplasm resources,30 Hemerocallis citrina germplasm resources were resequenced,and all potential single nucleotide polymorphism(SNP)sites in the whole genome were detected,a total of 27 877 546 high-quality SNPs were obtained after filtration.Then the SNPs were screened according to single copy,heterozygosity rate,site depth and minor allele frequency(MAF),core SNP sites that could effectively identify Hemerocallis citrina varieties were obtained,and the deoxyribonucleic acid(DNA)fingerprintss were constructed.The results showed that 30 Hemerocallis citrina materials could be completely distinguished by calculating the genetic distance between samples based on the 79 homozygous SNP sites,the genetic similarity coefficient(GS)ranged from 0.01 to 0.65.Finally,Genotype conversion of 79 SNP data was performed as the basic information for the fingerprint to construct DNA fingerprints in the form of two-dimensional code.In our study,we obtained 79 core SNP sites in Hemerocallis citrina,after screening by high-quality resequencing,the cluster analysis was conducted through these core SNP sites,which clarifing the genetic relationship,and the unique DNA fingerprints of Hemerocallis citrina were constructed,providing some data reference for genetic diversity analysis,variety identification and germplasm management of Hemerocallis citrina.Keywords Hemerocallis citrina;SNP sites;DNA fingerprints;Cluster analysis;Relatedness 网络首发时间：2023-08-31 14:36:40网络首发地址：https:/ 种食用黄花菜遗传多样性分析及 DNA 指纹图谱构建 Genetic Diversity Analysis and DNA Fingerprinting Construction of 30 Hemerocallis citrina Species 黄花菜(Hemerocaliss L.)是百合科萱草属的多年生草本植物，又称“金针菜”、“忘忧草”(傅茂润和茅林春,2006)，是一种药食同源的蔬菜，花可以供观赏、入药和蔬菜，而且根、茎、叶、花作为中药材已有几千年历史(王艳等,2017)。研究表明，黄花菜具有较好的食用、药用价值，不仅仅营养成分丰富，富含可溶性蛋白、粗脂肪、总糖等一般营养成分，富含可溶性糖、游离氨基酸、水溶性维生素、秋水仙碱等活性成分，富含芳香类化合物(Du et al.,2014;杨利,2014;翟俊乐等,2015)，而且具有抗抑郁、抗氧化、抗肿瘤、治疗慢性痛风等功能(傅茂润和茅林春,2006;赵新才,2017)。中国黄花菜资源丰富，但目前关于黄花菜的研究主要集中在黄花菜的化学成分和功能分析、采集与加工上，对其基因的鉴定、品种亲缘性分析的研究少之又少。相对比于作物形态鉴定，DNA 指纹图谱的构建具有更好的个体特异性以及环境稳定性，可以有效完成对作物基因品系鉴定。而分子标记能够反映生物在 DNA 水平上的遗传多态性，已经成为品种鉴定的重要方式之一(张蓝天等,2020;杨亮等,2021)。单核酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)标记作为第三代分子标记，具有标记数量多、位点突变率低、分布广、特异性好等优点，已被推荐为农作物指纹图谱数据库的构建方法之一，广泛应用于品种鉴定中(刘可心,2016)。目前已有多位研究者通过 SNP 位点构建油菜、玉米、棉花、小麦、烟草等作物的指纹图谱库(赵仁欣等,2018;李乐晨等,2019;刘丽华等,2020;吴宇瑶,2020;王升博等,2022)。关于黄花菜种质的DNA 指纹图谱构建少之又少，目前，刘新星等(2022)针对食用黄花菜进行简单重复序列(simple sequence repeat，SSR)标记研究。本研究通过对不同成熟期的食用黄花菜进行全基因组重测序，基于 79 个纯合的 SNP核心位点对黄花菜种质进行亲缘性分析，同时构建了黄花菜 DNA 指纹图谱库，为食用黄花菜的种质资源鉴定与评价、遗传多样性分析提供了基础，进一步为黄花菜育种提供部分参考。1 结果与分析结果与分析 1.1 测序数据产出和质量汇总测序数据产出和质量汇总 本次测序产出数据(clean bases)共 1 258.1 GB，样品平均数据量为 41.9 G，平均测序深度为 11.1 X。在去除接头序列和低质量的 reads 后，每个测序样品获得 2.4 108至 3.2 108条 reads，碱基质量值 Q20 均在97%以上，Q30 均在 93%以上(表 1)。表 1 数据产出质量情况汇总 Table 1 Data output