兼容多技术平台的384个玉米SNP核心位点确定及在DNA指纹图谱构建中的应用

【作者】 田红丽； 杨扬； 王璐； 王蕊； 易红梅； 许理文； 葛建镕； 王凤格； 赵久然；

【机构】 北京市农林科学院玉米研究中心/玉米DNA指纹及分子育种北京市重点实验室；

【摘要】 【研究背景】玉米是我国和全球第一大作物,是杂交良种应用最早最普及的作物。随着种业市场的发展,截止到2018年底,我国已有审定和申请品种权保护品种近2万个,与日俱增的品种数量在繁荣市场的同时,也存在品种间同质化严重、套牌侵权泛滥、种子质量良莠不齐,种质资源难以正常流动,这些问题严重制约着现代种业的发展。为加强玉米品种管理和知识产权保护,迫切需要利用先进的分子技术,给每个品种一个明确、有效、唯一的分子身份证。【材料与方法】基于代表性玉米三联体样品、审定杂交种,在多种技术平台上进行试验评估,同时结合多态性、品种区分能力,利用最优遗传算法和均匀分布的原则确定了384个核心SNP位点;并建立了335个国家审定玉米品种SNP-DNA指纹数据。【结果与分析】384个核心位点全部分布在基因内区域,其中52%分布在Exon区,20%分布在3’UTR区,16%分布在promoter区,7%分布在5’UTR区,5%分布在intron区;384个位点的MAF、PIC、DP平均值分别为0.39、0.36、0.60,其中88%的位点MAF值高于0.30,98%的位点PIC值高于0.30,98%的位点DP值高于0.50,显示了较好的多态性;335个玉米品种基因型数据获得率为97.33%;品种杂合率范围为0.17-0.63,平均杂合率值为0.47;335个玉米杂交种进行遗传相似系数两两比较,GD(1-Nei遗传距离)值的变异范围为0.60-0.99,GD值≥0.98、0.95、0.90者分别占比0.10%、0.38%、1.40%;GS(相同等位基因比值)值的变异范围为0.50-0.99,GS值≥0.98、0.95、0.90者分别占比0.03%、0.11%、0.35%;从384个位点中抽取最优位点组合,12个位点组合时品种识别率为0.99,20个位点组合能够识别335个品种。【结论】综上所述,本研究报道的384个核心SNP位点具有兼容多平台、高稳定性、高重复性、高品种区分能力,利用核心位点构建了335个玉米杂交种SNP-DNA指纹,为玉米品种分子鉴定、指纹数据构建以及分子育种提供关键数据支撑。更多还原