白色狼的基因变异和基因组启用选择,以获得关键种子质量特征

科学领域:

• 植物育种和遗传学
• 农业科学 农业科学
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 白色狼 (Lupinus albus L.) 是一种潜在的高蛋白作物,需要根据低利素化物 (QA) 含量和种子质量特征进行选择.
• 有限的信息存在于特征变异,遗传结构,基因型×环境相互作用 (GEI) 和基因组选择 (GS) 在白色狼的机会.

研究的目的:

• 为了评估白色狼的种子重量,蛋白质和油含量的遗传变异和GEI.
• 研究QA内容的遗传控制,并使用全基因组关联研究 (GWAS) 识别候选基因.
• 评估基因组选择 (GS) 在不同繁殖环境中改善这些特征的潜力和局限性.

主要方法:

• 对种子特征和多年和多个地区的质量保证内容进行繁殖线和土地品种的表型评估.
• 通过基因型测序 (GBS) 来生成GWAS单核酸多态 (SNP) 数据.
• 全基因组关联研究 (GWAS) 以确定与目标特征相关的遗传位置.
• 基因组选择 (GS) 模型被开发并测试了在人口/区域内和跨人口/区域的预测能力.

主要成果:

• 在所有评估的特征中观察到大量的遗传变异;只有24%的繁殖系具有低总QA含量 (<200 mg/kg).
• 在不同地区的蛋白质和油含量方面,GEI是显著的,但在种子重量方面和不同地区的不同年份方面却很低.
• GWAS揭示了QA含量和其他特征的多基因控制,不同地区的SNP显著不一致,特别是蛋白质含量.
• 在人口内部的GS中发现了高预测能力 (0.41-0.80),在跨人口/区域的预测中取得了不同程度的成功;QA内容显示了高预测能力 (0.66).

结论:

• 现型和基因组启用的选择策略为白色狼的改善提供了机会,并面临限制.
• 由于GEI,对于种子重量,蛋白质和油含量而言,特定区域的选择是最受青的,而GS对QA含量显示出希望.
• 有效的育种策略需要仔细考虑GEI,特征相关性,以及GS模型在不同种群和环境中的适用性.