黃瓜白粉病抗病基因探析緒論,農(nóng)藝學(xué)論文

黃瓜白粉病抗病基因探析緒論,農(nóng)藝學(xué)論文本篇論文目錄導(dǎo)航：【題目】【關(guān)于黃瓜白粉病抗病遺傳規(guī)律的報(bào)道，但是不同學(xué)者研究的結(jié)果差異很大，尚不統(tǒng)一，總結(jié)現(xiàn)有報(bào)道可歸納為下面4種觀點(diǎn)：〔1〕隱性多基因控制的數(shù)量性狀：1948年，P.G.Smith利用抗性材料PuertoRico37與感病材料雜交，發(fā)現(xiàn)F1趨向于感病，在后代F2中的抗感比為1：21，以為PuertoRico37中的白粉病抗性是由多個(gè)隱性基因控制。1956年，Barnes等以抗病材料PI197087為研究材料，通過構(gòu)建遺傳群體進(jìn)行遺傳分析，以為該抗性材料中含有一或兩個(gè)主效基因和一或兩個(gè)微效基因功能控制。1995年，呂淑珍等通過研究以為黃瓜中最少3個(gè)以上的基因其對(duì)白粉病的抗性，并且感病表現(xiàn)為顯性性狀，具有較高的遺傳力。Kooistra(1968)用三個(gè)親本構(gòu)建兩個(gè)遺傳群體，分別進(jìn)行配合實(shí)驗(yàn)，得出黃瓜對(duì)白粉病的抗性在兩份不同的抗病材料中分別遭到不同基因的控制：Natsufushinari中含有2個(gè)抗病基因此PI2008151中只含有1個(gè)隱性的抗病基因，這三個(gè)基因均不一樣，在F2后代中表現(xiàn)出超親現(xiàn)象。張素勤〔2005〕用三個(gè)抗感雜交組合進(jìn)行遺傳研究，以為有2個(gè)主基因控制黃瓜白粉病抗性，并且遺傳率均很高。〔2〕隱性單基因控制：騰枝國(guó)光〔1962〕以為青節(jié)成中存在一個(gè)隱性的抗病基因。用這種抗病材料與感病材料雜交，F(xiàn)1均表現(xiàn)為感病，F(xiàn)2中抗感分離比為1：3，依此得出其抗性有一個(gè)隱性的單基因控制。張桂華〔2004〕也通過構(gòu)建遺傳分離群體進(jìn)行遺傳研究，得到了與其一樣的結(jié)論。劉龍洲〔2008〕用一對(duì)抗感親本構(gòu)建遺傳群體，進(jìn)行了苗期接種鑒定，結(jié)果后代分離群體〔F2、BCR和BCS群體〕中分離比的結(jié)果完全符合孟德爾遺傳規(guī)律〔P0.05〕。由此得出結(jié)論，在抗病親本中由1個(gè)隱性基因控制其抗性，感病性狀為不完全顯性。〔3〕由一對(duì)不完全隱性基因和2對(duì)上位修飾基因控制，Shanmugasundaram等〔1971，1972〕用對(duì)白粉病具有完全抗性的黃瓜種質(zhì)材料P1212233、P123514分別與感病親本進(jìn)行雜交，發(fā)現(xiàn)F1均表現(xiàn)為感病，F(xiàn)2群體中表現(xiàn)為抗性性狀分離，并且高抗、中抗、感病的單株數(shù)之比符合1：3：12，根據(jù)孟德爾遺傳分離定律，以為其抗性是由一個(gè)隱性主基因s，一個(gè)顯性基因R和一個(gè)顯性抑制基因I控制。這三個(gè)基因各自特點(diǎn)如下：s是主效基因，決定下胚軸抗性,同時(shí)也是葉片抗性所必需的；R基因主要影響葉片的抗性，I基由于抑制基因，可使植物表現(xiàn)出不完全抗性，但對(duì)s基因的表示出不產(chǎn)生影響。隨后，毛愛軍等〔2005〕、簡(jiǎn)德明〔2007〕、王振國(guó)〔2007〕等分別以WI2757〔高抗白粉病，美國(guó)陸地黃瓜自交系〕與我們國(guó)家一份栽培品種進(jìn)行雜交配置F2為材料進(jìn)行遺傳分析，研究結(jié)果與Shanmugasundaram基本一致?！?〕由一對(duì)隱性基因和一對(duì)不完全顯性基因控制，與溫度有關(guān)Morishita等〔2003〕發(fā)現(xiàn)黃瓜的白粉病抗性由一對(duì)隱性基因和一對(duì)不完全顯性基因控制，并且抗性遭到溫度的調(diào)節(jié)。根據(jù)其抗性對(duì)不同溫度條件的反響不同，將黃瓜材料分成三種類型：高溫〔26℃〕和低溫〔20℃〕下均表現(xiàn)為抗性的品種，如PI197088-5(P)等，在高溫和低溫下均表現(xiàn)為感病的品種，如Sharp〔S〕，第三類就是只在高溫下才表現(xiàn)出抗性的品種，如Natsufushinar〔iN〕。用這三種類型的黃瓜進(jìn)行相互雜交、自交和回交，并分別進(jìn)行抗病性鑒定，結(jié)果表示清楚：有兩個(gè)基因控制黃瓜的抗白粉病性狀aa和BB。只要aaBB這種基因型時(shí)，黃瓜才能在高溫和低溫下均表現(xiàn)出抗性，且為完全抗性；當(dāng)為A_bb時(shí)，黃瓜在高溫和低溫下均表現(xiàn)出感病；當(dāng)為aaB_時(shí)，黃瓜會(huì)表現(xiàn)出高溫下抗病而低溫下感病。能夠看出，黃瓜的白粉病抗性機(jī)制復(fù)雜，黃瓜白粉病的抗性規(guī)律研究很多而雜，尚未得出統(tǒng)一結(jié)論，這嚴(yán)重影響下一步白粉病抗性基因的進(jìn)一步精細(xì)定位和克隆。一般以為主要由下面幾個(gè)因素造成：首先黃瓜白粉病病原菌具有不同生理小種，不同的研究所用的病原菌有差異;其次，不同研究者進(jìn)行抗病性鑒定采用的鑒定方式方法不統(tǒng)一，如接種機(jī)會(huì)、環(huán)境條件控制、病情調(diào)查時(shí)間等，并且多為肉眼觀測(cè)，易引入主觀誤差，不同的抗病材料所含有的抗病基因可能不同，抗病機(jī)制復(fù)雜。所以，不同學(xué)者的研究結(jié)果千差萬別。1.1.5抗性分子標(biāo)記與遺傳定位的研究在黃瓜的抗白粉病育種工作中，對(duì)材料的抗病性鑒定是影響育種進(jìn)程最重要的因素，影響白粉病的田間鑒定的環(huán)境條件較多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，一些學(xué)者就試圖通過尋找與抗病基因連鎖的分子標(biāo)記來進(jìn)行分子輔助選擇育種(MAB),進(jìn)而提高育種效率。張桂華〔2004〕利用F2分離群體，結(jié)合BSA建池法構(gòu)建抗感池，得到一個(gè)AFLP標(biāo)記，并成功轉(zhuǎn)化成SCAR標(biāo)記，連鎖距離為5.56cM。隨后，多位學(xué)者也陸續(xù)得到了多個(gè)與黃瓜白粉病抗性相關(guān)基因連鎖的分子標(biāo)記〔張素勤等，2005；簡(jiǎn)德明等，2007；王振國(guó)等，2007；張海英等，2006〕。這些分子標(biāo)記一般都是AFLP或SCAR標(biāo)記，穩(wěn)定性較差且遺傳距離相對(duì)較遠(yuǎn)。張海英(2008)采用SSR分子標(biāo)記技術(shù)，獲得兩個(gè)與黃瓜抗白粉病基因連鎖的SSR標(biāo)記，遺傳距離近期到達(dá)了5cM。聶京濤〔2018〕利用BSA建池法獲得一個(gè)與白粉病抗病基因連鎖的SSR分子標(biāo)記SSR15592，遺傳距離為7.62cM。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，以及黃瓜抗病育種的需求，對(duì)白粉病抗性基因的定位研究也愈加深切進(jìn)入，十分是QTL分析方面，獲得了非常不錯(cuò)的成果：Sakata〔2006〕利用高抗材料PI197088-1和高感材料Santou作為親本，構(gòu)建了重組自交系〔RILs〕群體，共檢測(cè)到5個(gè)與抗白粉病有關(guān)的QTL，華而不實(shí)只要一個(gè)位點(diǎn)在高溫〔26℃〕、低溫〔20℃〕下對(duì)抗性均起作用，其他的僅在高溫或者低溫下起作用。這是第一次對(duì)不同溫度條件下的抗病基因進(jìn)行分別QTL定位。劉龍洲〔2008〕利用黃瓜抗病自交系S06與感病自交系S94配置群體，構(gòu)建了一個(gè)F6：7重組自交系，分別與2005年秋和2006年春兩個(gè)季度進(jìn)行了苗期噴霧接種抗病性鑒定和QTL定位分析，以為白粉病抗性屬于數(shù)量遺傳，并且鑒定出至少四個(gè)QTL位點(diǎn)調(diào)控其抗性。這四個(gè)QTL位點(diǎn)分別命名為pm1.1,pm2.1,pm4.1和pm6.1，華而不實(shí)pm1.1、pm2.1、pm4.1在兩次實(shí)驗(yàn)中均被檢測(cè)到。兩季度檢測(cè)到的QTL的表型解釋率合計(jì)分別到達(dá)了52.0%和42.0%。檢測(cè)到的位點(diǎn)較多，表型解釋率也較高，但是，這些位點(diǎn)卻沒能與染色體對(duì)應(yīng)。張圣平〔2018〕利用從國(guó)內(nèi)栽培品種中挑選出來的高抗和感病自交系作為親本，構(gòu)建遺傳分離群體，進(jìn)行遺傳和QTL定位分析，以為其F2后代群體中抗病性呈連續(xù)分布，符合數(shù)量性狀遺傳特征，最終檢測(cè)到4個(gè)QTL位點(diǎn)〔pm5.1、pm5.2、pm5.3、pm6.1〕，分別位于黃瓜5號(hào)和6號(hào)染色體上，華而不實(shí)，除了pm6.1之外，其余三個(gè)位點(diǎn)均被重復(fù)檢測(cè)到，十分的pm5.2的表型解釋率最高，在兩次實(shí)驗(yàn)中分別到達(dá)了36.1%和41.6%，對(duì)應(yīng)的LOD值分別到達(dá)了15.06和17.88，檢測(cè)到多個(gè)有價(jià)值的QTL位點(diǎn)，并且與染色體物理位置對(duì)應(yīng)，具很高的應(yīng)用價(jià)值。Fukino〔2020〕同樣利用高代重組自交系進(jìn)行了白粉病的QTL定位，用不同的鑒定方式方法，在不同的季度，不同的溫度下進(jìn)行了抗病性鑒定，檢測(cè)到多個(gè)QTL位點(diǎn)，華而不實(shí)被重復(fù)檢測(cè)到的表型解釋率較高的QTL位點(diǎn)有：pm1.2、pm5.2、pm5.3、pm6.1，華而不實(shí)pm1.2和pm6.1在四次實(shí)驗(yàn)中均被檢測(cè)到，pm5.3被檢測(cè)到三次。He等〔2020〕利用F2群體，在不同季度下對(duì)子葉、下胚軸、真葉分別進(jìn)行抗病性調(diào)查，并進(jìn)行了QTL分析，并對(duì)前人的研究成果進(jìn)行了具體的整合。發(fā)現(xiàn)除了黃瓜2號(hào)染色體上之外，其余的六條染色體均被檢測(cè)到QTL存在。華而不實(shí)檢測(cè)到次數(shù)最多的位點(diǎn)位于黃瓜5號(hào)染色體〔Chr5〕上。并且發(fā)現(xiàn)黃瓜下胚軸的白粉病抗性是由單基因控制，并且定位于5號(hào)染色體上。綜上所述，黃瓜白粉病抗性遺傳機(jī)制復(fù)雜，檢測(cè)到的相關(guān)基因較多，不同抗病材料所具有的抗病基因不同，并且分布在不同的染色體上。當(dāng)前研究的結(jié)果主要集中在黃瓜5號(hào)染色體上，而其他染色體上的抗病基因研究較少，完成全基因組范圍的白粉病抗性基因的挖掘?qū)⒂欣诰C合利用黃瓜種質(zhì)中的抗性資源。1.2黃瓜白粉病抗病基因挖掘的研究1.2.1植物病原互作形式的研究進(jìn)展在自然界中，充滿了各種病原菌，包括真菌、細(xì)菌和病毒等，這些病原菌與植物的相互作用就會(huì)導(dǎo)致植物疾病的發(fā)生，如白粉病就是由于真菌〔白粉菌〕入侵植物體造成的。所以植物發(fā)病從根本上講是病原菌與植物體之間的相互作用的外在表現(xiàn)。研究發(fā)現(xiàn)植物與病原相互作用的形式主要有兩種：基因?qū)蚣僦v和防衛(wèi)假講。基因-基因假講：1971年，F(xiàn)lor提出病原與抗病基因分別編碼激發(fā)子和激發(fā)子受體，若激發(fā)子與其相應(yīng)的受體辨別即可激發(fā)植物的抗病反響，表現(xiàn)為抗病，否則表現(xiàn)為感病。這種抗性一般表現(xiàn)為顯性。防衛(wèi)假講：該假講以為，病原物釋放一種效應(yīng)因子，這些效應(yīng)因子能夠作用并修飾植物的某些目的蛋白，植物檢測(cè)到這種修飾之后能夠觸發(fā)植物對(duì)病原的抗病性。防衛(wèi)假講的提出改變了之前對(duì)抗病基因功能的認(rèn)知，抗病蛋白不僅僅僅是被動(dòng)的等待與病原蛋白結(jié)合，而是主動(dòng)監(jiān)視本身的生理變化，迅速啟動(dòng)防衛(wèi)反響〔Axtelletal.,2003；Martinetal.2003;王明2020〕1.2.2植物抗病基因的類型。植物中克隆的第一個(gè)抗病基因是于1992年在玉米中克隆出來的，至今已有10多種植物中的70多個(gè)抗病基因被克隆出來〔Liuetal.,2007〕，通過對(duì)這些已克隆的基因的研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)抗病基因中存在保守的序列：如富含亮氨酸的重復(fù)序列〔LRR〕，核苷酸結(jié)合位點(diǎn)構(gòu)造域〔NBS〕，CC〔coiled-coiled〕構(gòu)造域等，根據(jù)其主要構(gòu)造域把抗病基因分成了下面幾個(gè)大類：1、NBS-LRR類抗病基因，這類抗病基因含有NBS和LRR的構(gòu)造域。〔Hammond-KosackandParker,2003〕2、胞外LRR受體類，其編碼蛋白包含胞外LRR構(gòu)造域和單個(gè)跨膜區(qū)，胞內(nèi)不編碼激酶。甜菜中的HS1基因〔Caietal.,1997〕3、擬南芥中發(fā)現(xiàn)的抗白粉病基因RPW8，其編碼產(chǎn)物為一個(gè)攜帶CC構(gòu)造域的膜蛋白〔Xiaoetal.，2001〕4、大麥抗禾柄銹菌基因Rpg1，其編碼產(chǎn)物為一個(gè)帶有兩個(gè)激酶構(gòu)造域的受體激酶類似蛋白(Brueggemanetal.,2002〕5、編碼胞內(nèi)絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，這類抗病蛋白包含丁香假單胞桿菌基因Pto和PBS1，這兩個(gè)基因分別來源于番茄和擬南芥，屬于不同的亞家族。6、編碼胞外LRR類似受體激酶，編碼的蛋白一般包含胞外的LRR構(gòu)造、單個(gè)的跨膜區(qū)和胞內(nèi)的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶(Songetal.,1995;Gomez-Gomezetal.,2000;Sunetal.,2004)7、Mlo基因：這是從大麥中克隆的一類抗白粉病的隱性基因。其一般包含7個(gè)跨膜區(qū)，其顯性基因的功能可能是抑制細(xì)胞程序性死亡，突變后幾乎對(duì)所有白粉病小種具有抗性〔Buschgesetal.,1997〕。綜合以上幾種類型的抗病基因，最重要的是NBS類抗病基因。NBS構(gòu)造中包含三個(gè)關(guān)鍵基序：P-loop、Kinase2和Kinase3a。具有結(jié)合ATP或GTP及水解酶的活性。NBS構(gòu)造是基因內(nèi)互作的關(guān)鍵部位，同時(shí)也介入不同基因同源構(gòu)造互作(RathjenandMoffett,2003)。NBS構(gòu)造突變可顯著影響抗病基因的功能，例如P2基因的NBS構(gòu)造內(nèi)保守序列突變后，P2基因基本喪失抗病功能(Doddsetal.,2001)。其次是LRR構(gòu)造域，LRR構(gòu)造不盡是抗病蛋白與病原基因產(chǎn)物作用的部位，也決定抗原基因抗性專一性，在信號(hào)傳導(dǎo)中也有重要的作用，LRR構(gòu)造的突變也會(huì)顯著影響基因的抗病功能(Dinesh-Kumaretal.,2000；Bryanetal.,2000；Andersonetal.,1997)。有學(xué)者揣測(cè)LRR區(qū)是抗病基因產(chǎn)物和病原基因產(chǎn)物直接或間接作用的部位〔DanglandJones，2001〕。Heetal〔2000〕通過實(shí)驗(yàn)證明LRR決定抗病基因特異辨別的激發(fā)子，而胞內(nèi)激酶決定信號(hào)途徑。1.2.3黃瓜抗白粉病基因挖掘的研究固然學(xué)者們對(duì)黃瓜白粉病抗性基因進(jìn)行了大量的QTL定位實(shí)驗(yàn)，但是由于定位區(qū)域仍然很大，缺少有效的手段進(jìn)行進(jìn)一步的精細(xì)定位，隨著生物信息學(xué)的發(fā)展，有的學(xué)者開場(chǎng)利用基因的同源性，預(yù)測(cè)黃瓜中的抗白粉病基因。Yang等〔2020〕在黃瓜中預(yù)測(cè)了67個(gè)NB-LRR類型的抗病相關(guān)的同源基因。這些基因分布在黃瓜7條染色體上，華而不實(shí)可能有部分與白粉病抗病性有關(guān)Schouten〔2020〕利用擬南芥中已經(jīng)發(fā)表的白粉病抗性相關(guān)基因和黃瓜基因組測(cè)序數(shù)據(jù)，在全基因組范圍內(nèi)搜索白粉病抗性基因，最終鑒定出13個(gè)MLO-like基因，10個(gè)AtPMR4同源基因，一個(gè)PMR5同源基因，13個(gè)PMR6同源基因。這些基因也是今后挖掘和驗(yàn)證白粉病抗性候選基因的重點(diǎn)。1.3黃瓜白粉病抗性基因全基因組關(guān)聯(lián)分析〔GWAS〕全基因組關(guān)聯(lián)分析〔Genome-WideAssociationStudy〕是一項(xiàng)最早應(yīng)用于人類疾病研究的技術(shù)，Science雜志于2005報(bào)道了第一項(xiàng)具有年齡相關(guān)性的黃斑變性的GWAS研究〔Klein，2005〕，隨后，陸續(xù)發(fā)表了一系列應(yīng)用GWAS研究人類疾病的研究成果。隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，測(cè)序技術(shù)的成熟和測(cè)序成本的降低，一些重要形式生物和作物已經(jīng)完成全基因組測(cè)序和重測(cè)序工作，所以，一些針對(duì)重要的動(dòng)植物進(jìn)行的GWAS研究也陸續(xù)進(jìn)行。1.3.1關(guān)聯(lián)分析的優(yōu)勢(shì)植物中第一個(gè)應(yīng)用關(guān)聯(lián)分析研究的性狀是玉米中開花時(shí)間的基因dwarf8(d8),并隨后在擬南芥和其他作物中得到廣泛應(yīng)用。關(guān)聯(lián)分析具有如下優(yōu)勢(shì)：〔1〕不需要構(gòu)建遺傳分離群體，縮短了研究時(shí)間并節(jié)約了成本；〔2〕連鎖作圖一般只要兩個(gè)親本，只能定位兩個(gè)等位基因，而關(guān)聯(lián)分析能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)一個(gè)基因座上多個(gè)等位基因的同時(shí)研究；〔3〕由于關(guān)聯(lián)分析使用的是自然群體，所根據(jù)的重組是長(zhǎng)期進(jìn)化積累下來的，相對(duì)于遺傳群體短時(shí)間內(nèi)的有限次的重組，定位結(jié)果的分辨率更高層次，甚至能夠直接找到基因；〔4〕關(guān)聯(lián)分析使用的標(biāo)記距離都是以bp為單位，直接與物理位置對(duì)應(yīng)，能夠愈加容易的將定位結(jié)果與基因進(jìn)行整合。〔Liuetal.,2018;王明，2020〕關(guān)聯(lián)分析以長(zhǎng)期重組交換保存下的位點(diǎn)之間的連鎖不平衡〔linkagedisequilibrium,LD〕為基礎(chǔ)，獲得群體表型數(shù)據(jù)和基因型數(shù)據(jù)后，用統(tǒng)計(jì)學(xué)方式方法檢測(cè)位點(diǎn)多態(tài)性與性狀遺傳變異之間的關(guān)聯(lián)，可以稱之為連鎖不平衡作圖〔Flint-Garciaetal.,2003〕,LD的衰減程度決定了關(guān)聯(lián)分析的分辨率。LD衰減較快，關(guān)聯(lián)的分辨率高，定位基因的準(zhǔn)確性也高，相反，LD衰減慢，精度降低，定位區(qū)間會(huì)相應(yīng)的加大。1.3.2連鎖不平衡與遺傳連鎖的關(guān)系：經(jīng)常會(huì)有人將連鎖不平衡與遺傳連鎖兩個(gè)概念混淆，實(shí)際上這是兩個(gè)完全不一樣的概念，遺傳連鎖是通過計(jì)算兩個(gè)位點(diǎn)之間的重組率的大小來衡量，考慮的是兩位點(diǎn)之間在染色體上的距離的問題或者講是分布的狀態(tài)；而連鎖不平衡分析考慮的是不同的位點(diǎn)之間的相關(guān)性，只要兩個(gè)位點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的等位變異同時(shí)出現(xiàn)的概率大于群體中隨機(jī)組合的概率，就稱之為連鎖不平衡。由于假如兩個(gè)位點(diǎn)在染色體上位置較近，會(huì)導(dǎo)致其在群體中更容易同時(shí)出現(xiàn)，導(dǎo)致連鎖不平衡，這也是導(dǎo)致人很混淆這兩個(gè)概念的主要原因。連鎖不平衡主要來自于兩個(gè)因素：自然選擇和基因漂變，但是嚴(yán)密的連鎖也會(huì)增加連鎖不平衡性。連鎖不平衡的度量本質(zhì)上是實(shí)際觀測(cè)到的單倍型頻率與隨機(jī)分離時(shí)的期望頻率之間的差異。1.3.3植物中影響LD的主要因素作物的交配系統(tǒng)是影響LD的主要因素。異交作物的LD衰減遠(yuǎn)小于自交作物。例如玉米栽培種LD衰減距離一般在1.5kb左右(Remingtonetal.,2001)，而玉米自交系中LD衰減距離可到達(dá)100Kb〔Rafalskietal.,2002〕。除了交配系統(tǒng)，瓶頸效應(yīng)也是LD的重要影響因素。作物馴化起始經(jīng)過中，只要一小部分個(gè)體被選擇，基因型頻率收到了很大的選擇，只要小部分基因被保存下來，這種現(xiàn)象稱之為瓶頸效應(yīng)。這種現(xiàn)象能夠顯著增加LD的水平。另外研究群體的大小也是影響LD的重要因素，不難想象，假如群體過小，很容易使估測(cè)的LD過大。1.3.4關(guān)聯(lián)分析的一般步驟：關(guān)聯(lián)分析大體上需要經(jīng)過下面幾個(gè)步驟：群體構(gòu)建、表型鑒定和基因型檢測(cè)、群體構(gòu)造分析、關(guān)聯(lián)分析。詳細(xì)如下：群體構(gòu)建時(shí)一般需要考慮兩個(gè)方面：群體大小和材料多樣性，一般來講群體越大，多樣性越好，研究的結(jié)果也會(huì)越好，但是成本也會(huì)增加，一般先用分子標(biāo)記對(duì)種質(zhì)資源進(jìn)行多樣性挑選，挑選出代表最廣泛多態(tài)性的最小群體。這樣挑選出來的群體我們能夠稱之為核心種質(zhì)。例如本實(shí)驗(yàn)所用的關(guān)聯(lián)分析材料為黃瓜核心種質(zhì)，是由從3342份種質(zhì)中挑選出來的115個(gè)株系組成,代表了總遺傳多態(tài)性的77.2%〔Qietal.,2020〕。表型的鑒定與變異分析：對(duì)于植物實(shí)驗(yàn)，十分是材料是純合自交系，一般采取多年多點(diǎn)的重復(fù)鑒定來增加表型鑒定的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。另外某些復(fù)雜性狀有多個(gè)指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，比方黃瓜果實(shí)大小，能夠包括長(zhǎng)、直徑、果重等能夠通過主成分分析法，減少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集量，找出能夠代表目的性狀表型的主成分因子，用其多為表型數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析?；蛐偷臏y(cè)定：隨著二代測(cè)序技術(shù)的成熟，SNP分子標(biāo)記被大量的用在關(guān)聯(lián)分析上，其具有下面方面的優(yōu)勢(shì)：〔1〕標(biāo)記數(shù)量多、密度大，有研究表示清楚玉米和大芻草中，編碼區(qū)每124bp就存在一個(gè)SNP位點(diǎn)，非編碼區(qū)每31bp就有一個(gè)SNP位點(diǎn)；〔2〕檢測(cè)技術(shù)成熟，包括芯片技術(shù)和二代測(cè)序技術(shù)的成熟和廣泛應(yīng)用，使SNP標(biāo)記的檢測(cè)成本降低的同時(shí)也愈加快速(汪維鵬等，2006)。群體構(gòu)造和親緣關(guān)系分析就是對(duì)群體中的個(gè)體進(jìn)行組成分析，把所有的材料分成不同的亞群，這樣能夠避免一樣亞群內(nèi)部LD強(qiáng)度偏大導(dǎo)致的假陽性。關(guān)聯(lián)分析所用的群體一般有如下五種：a、理想群體，具有較弱的群體構(gòu)造和親緣關(guān)系；b、多家系群體，群體構(gòu)造微弱但是包含多個(gè)家系；c、具有群體構(gòu)造但是親緣關(guān)系較遠(yuǎn)；d、既有群體構(gòu)造又有親緣關(guān)系；e、具有高度群體構(gòu)造和嚴(yán)密親緣關(guān)系的群體。一般來講做植物，十分是農(nóng)作物多數(shù)屬于第四種群體構(gòu)造，所以必須進(jìn)行群體構(gòu)造和親緣關(guān)系的分析。進(jìn)行群體構(gòu)造和親緣關(guān)系分析需要用到覆蓋全基因組的分子標(biāo)記，常見的如SSR、SNP等，一個(gè)SSR分子標(biāo)記常有多種基因型，而數(shù)量較少；每個(gè)SNP位點(diǎn)一般只要兩個(gè)基因型，但是數(shù)量宏大。所以假如是等量的分子標(biāo)記的話，SSR標(biāo)記檢測(cè)的效率更高層次〔Zhuetal.，2008〕表型與基因型的關(guān)聯(lián)分析：Tassel是關(guān)聯(lián)分析常用的軟件，關(guān)聯(lián)分析所用的模型主要有GLM〔一般線性模型〕和MLM〔混合線性模型〕。GLM模型：y=markereffect+populationstructure+residual。在Tassel軟件中的GLM程序中將各個(gè)個(gè)體的Q值作為協(xié)變量，對(duì)標(biāo)記分別與性狀進(jìn)行回歸分析，計(jì)算量較少，運(yùn)行時(shí)間短。MLM模型需要先計(jì)算每個(gè)品系歸屬于各個(gè)亞群后Q矩陣和品系間親緣關(guān)系K矩陣。用以矯正群體構(gòu)造和遺傳背景對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)。1.3.5關(guān)聯(lián)分析在黃瓜研究中的應(yīng)用關(guān)聯(lián)分析已經(jīng)在重要的糧食作物中獲得了豐富的成果，如以下出了在形式作物和重要糧食作物中獲得的一些重要的研究進(jìn)展：在擬南芥研究中的應(yīng)用：Aranzana等通過GWAS技術(shù)鑒定出擬南芥中控制開花時(shí)間和抗性