饅頭色澤與質(zhì)構(gòu)性狀的gwas分析

1、饅頭饅頭色澤與質(zhì)構(gòu)色澤與質(zhì)構(gòu)性狀的性狀的GWAS分析分析吳澎1劉娟1陳廣鳳2趙子彤1楊藝1李向陽1唐曉珍1田紀(jì)春3（山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點實驗室；山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院1，泰安271018）（德州學(xué)院生態(tài)與景觀學(xué)院2，德州253023）（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)小麥品質(zhì)育種研究室；山東省作物生物學(xué)重點實驗室3，泰安271018）摘要為從分子水平研究控制饅頭色澤與質(zhì)構(gòu)性狀的基因位點，以205份不同小麥品種為實驗材料，利用分布于小麥全基因組

2、的24355個單核苷酸多態(tài)性（SNP）標(biāo)記對饅頭色澤與質(zhì)構(gòu)性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果檢測到276個饅頭色澤性狀顯著關(guān)聯(lián)位點，其中23個極顯著（P10%），9個位點在兩個以上環(huán)境中檢測到，分布于小麥21條染色體中的13條。檢測到23個與饅頭質(zhì)構(gòu)性狀存在顯著關(guān)聯(lián)的多效性位點，分布于小麥的15條染色體，本研究所得到的這些標(biāo)記為結(jié)合分子育種技術(shù)改良饅頭用小麥品種提供了有價值的參考。關(guān)鍵詞饅頭質(zhì)構(gòu)色澤單核苷酸多態(tài)性GWAS中圖分類號：TS201.1文

3、獻(xiàn)標(biāo)識碼：AGenomeWideAssociationAnalysisbetweenSNPMarkerscolourTextureRelatedTraitsofSteamedBreadWUPeng1LIUJuan1CHENGuangfeng2ZHAOZitong1YANGYi1LIXiangyang1TANGXiaozhen1TIANJichun3(KeyLabatyofFoodProcessingTechnologyQualityCo

4、ntrolinShongProvince；CollegeofFoodScienceEngineeringShongAgriculturalUniversity1Taian271018)(CollegeofEcologyLscapeArchitectureDezhouUniversity2Dezhou253023)(StateKeyLabatyofCropBiology；GroupofQualityWheatBreadingShongAg

5、riculturalUniversity3Taian271018)AbstractIndertostudythegenelocithatcontrolcolourtextureofsteamedbread205diversewheatvarietieswereusedtoconducttraitmarkersassociationusing24355singlenucleotidepolymphism(SNP)markerscovere

6、dthewholegenomeofwheat.Intheresults276significiantmarkersweredetectedfcolourofsteamedbreadincluding23highlysignificiantmarkers(P10%)9markersdetectedintwomeenvironment.23pleiotropicmarkersweredetectedftexturetraitsofsteam

7、edbreadmappedonto15chromosomesofwheat.Theseresultswillfacilitatefurtherresearchesinsensypropertiesinsteamedbread.Keywdssteamedbread，texture，colour，singlenucleotidepolymphismmarkers(SNP)，genomewideassociationanalysis(GWAS

8、)饅頭是我國北方人民的主要面制食品，其消費量占全國面制品消費量的一半，在人們膳食結(jié)構(gòu)中占有非常重要的地位[1]。饅頭的質(zhì)構(gòu)與色澤性狀作為影響?zhàn)z頭品質(zhì)的兩個非常重要的因素，一直被看做評價饅頭質(zhì)量好壞的指標(biāo)。目前，國內(nèi)雖已有許多有關(guān)饅頭質(zhì)構(gòu)性狀與色澤性狀的研究[25]，但相較于國外學(xué)者對面包品質(zhì)從遺傳機(jī)理到加工過程都進(jìn)行大量深入細(xì)致的系統(tǒng)研究，并應(yīng)用到栽培及加工實踐的現(xiàn)狀，國內(nèi)學(xué)者對饅頭的研究深度較小，且多數(shù)局限于原料、配料和工藝條件對饅頭

9、品質(zhì)的影響[610]，對饅頭品質(zhì)遺傳機(jī)理方面的研究幾乎是空白。隨著近幾年分子標(biāo)記在小麥等植物育種中的1成功運(yùn)用[1116]，從分子角度對影響?zhàn)z頭各性狀的基因進(jìn)行分析成為研究熱點。基金項目：山東“雙一流”獎補(bǔ)資金資助山東省重點研發(fā)計劃（公益類）（2017GNC10101）山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國家重點實驗室開放課題（2015KF14）收稿日期：201821作者簡介：吳澎，女，1972年出生，副教授，食品安全與質(zhì)量控制通訊作者：田紀(jì)春，男，

10、1953年出生，教授，小麥作物育種北京5科農(nóng)199科農(nóng)2009中育01089科農(nóng)3106中育01095陜西4西農(nóng)157陜農(nóng)33西農(nóng)979小偃22甘肅2矮豐3號碧瑪6號寧夏1寧冬11貴州1豐優(yōu)04墨西哥1Ci5法國1Soissons1.2DNA提取和90KSNP芯片分型依照稍作修改的Triticarte方法從小麥幼葉中提取DNA，并用0.8%的瓊脂糖電泳對提取DNA的濃度與質(zhì)量進(jìn)行檢測。委托加利弗尼亞大學(xué)生物技術(shù)檢測中心，利用最新開發(fā)的9

11、0KSNP基因芯片對群體DNA進(jìn)行分型，通過GenomeStudio軟件讀取分型結(jié)果并保存。同時，為確保獲得的基因數(shù)據(jù)的質(zhì)量，用PLINKv1.07[28]對基因數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，去除檢出率小于0.8和低頻基因頻率小于0.05的標(biāo)記，最終得到24355個標(biāo)記用于饅頭色澤和質(zhì)構(gòu)關(guān)聯(lián)分析。1.3性狀和標(biāo)記關(guān)聯(lián)分析運(yùn)用TASSEL3.0軟件中的MLM模型分別對目標(biāo)性狀（色澤、質(zhì)構(gòu)）與標(biāo)記之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果中關(guān)聯(lián)標(biāo)記的P0.001時，表明該標(biāo)記

12、與目標(biāo)性狀存在顯著關(guān)聯(lián)；P0.0001時，表明該標(biāo)記與目標(biāo)性狀存在極顯著關(guān)聯(lián)。當(dāng)標(biāo)記在兩個及以上環(huán)境中同時被檢測到則認(rèn)為其是目標(biāo)性狀相對穩(wěn)定的關(guān)聯(lián)位點。2.結(jié)果與分析結(jié)果與分析2.1色澤與質(zhì)構(gòu)性狀表型變異比較分析饅頭色澤的六個相關(guān)性狀與質(zhì)構(gòu)的七個相關(guān)性狀在群體中的表型數(shù)據(jù)分別如表2、3所示。四個環(huán)境中，各性狀的變異系數(shù)表現(xiàn)不同，色澤相關(guān)性狀中E1環(huán)境內(nèi)表面a值變異系數(shù)最大（71.73%），E4環(huán)境外表面L變異系數(shù)最?。?.70%）；而質(zhì)

13、構(gòu)相關(guān)性狀中E1環(huán)境黏著性變異系數(shù)最大（58.50%），彈性變異系數(shù)最小（3.21%）。并且，色澤與質(zhì)構(gòu)相關(guān)性狀的峰度與偏度絕對值大部分都小于1，基本符合正態(tài)分布，屬于數(shù)量性狀遺傳，適合進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。表2四個環(huán)境下饅頭色澤相關(guān)性狀在群體中的表型數(shù)據(jù)四個環(huán)境下饅頭色澤相關(guān)性狀在群體中的表型數(shù)據(jù)性狀環(huán)境最小值最大值均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)（%）偏度峰度外LE112.9787.6560.4512.5920.830.580.733E242.0587.

14、6565.5810.7216.360.1150.762E325.4489.8881.316.377.830.7861.325E468.9387.182.323.043.701.4721.542外aE10.111.980.630.5140.260.7650.426E20.012.190.940.6366.740.1330.339E30.152.651.330.4836.250.0240.041E40.122.761.250.5141.08