葡萄果粒质量相关性状全基因组关联分析
近日，我所葡萄研究室在国内综合性农业科学类核心期刊《中国农业科学》发表了题目为“葡萄果粒质量相关性状全基因组关联分析”的研究论文。果粒大小是鲜食葡萄的重要农艺性状之一，影响着消费者的偏好和接受度，同时决定最终的产量。因此，果粒大小一直是葡萄育种者主要关注的性状之一。阐明果粒大小相关性状的遗传基础，将有助于理解葡萄果实发育的分子调控机制，且为提高传统育种的准确性和效率奠定基础。
本研究以150 份葡萄品种资源群体为材料，结合重测序获得的葡萄全基因组基因型数据，通过对葡萄果粒大小相关性状开展GWAS分析，解析葡萄果粒大小相关性状的遗传基础，挖掘出重要的调控基因位点，提高对葡萄果粒大小形成的遗传结构和分子机制的认识，为进一步克隆调控葡萄果粒大小的关键基因，加速优良葡萄新品种培育及种质改良奠定基础。
结果表明各性状在关联群体中呈现广泛的连续变异，变异系数为39.55%—68.89%；在不同年份均服从正态分布，符合数量性状遗传特征；相关性分析表明葡萄果实单粒重、种子数目和种子质量呈显著正相关。
全基因组关联分析共检测到150个与果实单粒重显著关联的SNP，在2019年检测到99个SNP，解释表型变异的14.48%—25.59%；在2020年检测到73个SNP，解释表型变异的16.08%—26.83%；其中24个SNP位点在两个年份均检测到，主要位于1 号、5号、11号和16号染色体。相较于果实单粒重，检测到的与种子数目显著关联的SNP较少，2019年检测到1个显著性SNP，表型解释率为24.29%；2020 年检测到17个显著性SNP，均位于18号染色体。两个年份检测到与种子质量显著关联的SNP分别有1个和2个，位于18号染色体，解释表型变异的23.59%—48.29%。
在两年重复检测到SNP位点基因组区域内，根据基因功能注释筛选出11 个可能与果实单粒重相关的候选基因，其中包括乙烯信号通路基因（基因ID：VIT_05s0049g00490、 VIT_05s0049g00500、VIT_05s0049g00510 和 VIT_16s0100g00400）、赤霉素信号途径基因（基因ID ：VIT_11s0016g04630 和 VIT_16s0022g02310 ）、生长素响应蛋白基因（基因ID ：VIT_11s0016g05640）和一些重要的转录因子基因（基因ID：VIT_05s0049g00460、VIT_11s0016g05660和VIT_16s0022g02330）。在 18号染色体鉴定到与种子含量相关的候选基因（基因ID：VIT_18s0041g01880，编码MADS-box 蛋白 VviAGL11），位于该基因上的SNP基因型变化显著影响葡萄果实种子数目和质量。
为进一步确定可能的候选基因，针对与候选基因关联的7个SNP位点的等位变异效应进行分析，6个与单粒重性状显著关联的SNP位点在本群体中呈现3种基因型，与种子数量和质量关联的SNP在本群体中检测到2个基因型。由图4可见，每个SNP的等位变异在两个年份的果实大小相关性状均达到显著水平。例如，SNP5_7537999 位点G/A和A/A等位变异在两个年份的平均果实单粒重显著高于G/G等位变异；SNP18_26889437不同基因型对种子数目和质量均有显著影响。该结果进一步说明与该标记关联的候选基因可能在调控葡萄果粒大小方面发挥重要的作用。
结论：连续两年对葡萄果实单粒重、种子数目和种子质量3个相关性状进行全基因组关联分析，共检测到169个与性状显著关联的SNP位点。其中，与果实单粒重显著关联的26个SNP位点在两年被同时检测到，主要位于1号，5号，11号，16号和18号染色体。在重复检测到SNP位点的基因组区段中，筛选出11个可能与果实单粒重相关的候选基因。种子数目和质量性状在两年分别重复检测到1个SNP位点，筛选出与种子数目和质量相关的候选基因（基因 ID：VIT_18s0041g01880）。
原文链接：//mp.weixin.qq.com/s/ebLU1L6umdUYeDu02r2JYQ
