蘋(píng)果基因組學(xué)輔助育種的參考群體

（2020.11.4 園藝研究）

蘋(píng)果作為最具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的大眾水果，距今已有2000多年的栽培歷史，最初主要分布在歐洲、中亞西亞和中國(guó)的新疆，近百年來(lái)，經(jīng)過(guò)各地的引種，世界五大洲的溫帶地區(qū)先后有了蘋(píng)果的栽培。優(yōu)良的品種是影響蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心要素，因此，蘋(píng)果育種研究是蘋(píng)果生產(chǎn)中最基本、最重要的環(huán)節(jié)。歐洲蘋(píng)果廣泛的遺傳變異賦予了栽培品種豐富的遺傳多樣性。但只有一小部分栽培種可用于商業(yè)生產(chǎn)。盡管世界范圍內(nèi)正在執(zhí)行的育種項(xiàng)目致力于創(chuàng)造新的栽培品種來(lái)應(yīng)對(duì)變化的氣候環(huán)境并滿足不同消費(fèi)者的需求，但是現(xiàn)有育種材料優(yōu)質(zhì)基因池稀缺的問(wèn)題使得這些目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。

由于篩選優(yōu)良品種對(duì)時(shí)間和空間的特殊要求，蘋(píng)果育種是一個(gè)周期長(zhǎng)、花費(fèi)高的過(guò)程?；蚪M輔助育種利用基因組和表型信息來(lái)提高育種任務(wù)中的選擇效率，并且不同環(huán)境下的表型的測(cè)量可以促進(jìn)育種手段在多種氣候條件下的應(yīng)用。

近日，Horticulture Research在線發(fā)表了瑞士農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所題為T(mén)he apple REFPOP—a reference population for genomics-assisted breeding in apple的研究論文。本研究介紹了一個(gè)蘋(píng)果參考種群：the apple REFPOP，這個(gè)種群由種植在6個(gè)歐洲國(guó)家的534個(gè)基因型個(gè)體組成，可以加快蘋(píng)果育種。該種群由269個(gè)親本和來(lái)自于27個(gè)父母本組合的265個(gè)子代所構(gòu)成，分別代表了栽培種蘋(píng)果和當(dāng)前歐洲育種材料的多樣性。兩個(gè)不同密度的SNP芯片的組合輸出產(chǎn)生了303，239個(gè)SNP的高密度全基因組數(shù)據(jù)集，芯片數(shù)據(jù)使用的基因型填充的方法增加密度，填充準(zhǔn)確度達(dá)到0.95?；诨蛐蛿?shù)據(jù)，該種群連鎖不平衡程度較低，群體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

本研究測(cè)量了成花起始和收獲時(shí)間這兩個(gè)已被充分研究的重要園藝物候性狀，研究發(fā)現(xiàn)在幾個(gè)先前確定的基因組區(qū)域內(nèi)標(biāo)記和性狀的相關(guān)性，并且成花起始和收獲時(shí)間的最大預(yù)測(cè)能力分別為0.57和0.75。隨著SNP密度降低，重要的標(biāo)記和性狀相關(guān)性變化依賴于性狀結(jié)構(gòu)。不考慮性狀，10000 SNPs足以使基因組預(yù)測(cè)能力達(dá)到最大化。本研究證實(shí)了蘋(píng)果REEPOP種群在基因組輔助育種，特別是利用相關(guān)種質(zhì)的育種方案中的適用性，并強(qiáng)調(diào)在基因組學(xué)時(shí)代，溝通協(xié)調(diào)各國(guó)研究成果以定制蘋(píng)果育種策略的優(yōu)勢(shì)。

該研究介紹了一個(gè)蘋(píng)果參考群體：the apple REFPOP，整合了the apple REFPOP的高密度SNP標(biāo)記數(shù)據(jù)集，并且在描述該群體特征時(shí)應(yīng)用分子標(biāo)記。此外，研究還證明了the apple REFPOP在分子育種中的適用性。