长豇豆种质资源数据库的构建及营养品质性状分析与数据挖掘

长豇豆[Vigna Laduviglusibunguiculata(L.)ssp.sesquipedalis Verd.]是一种世界性的豆类作物。因其嫩荚营养丰富而备受消费者欢迎,随着人们对蔬菜营养品质愈加重视,迫切需要优质长豇豆品种应市。前人对于长豇豆的营养品质性状及遗传展开了有益的研究,但使用的品种和性状指标均较少,难以反映长豇豆群体营养品质的整体水平。为提升对长豇豆营养品质性状的认识并促进品质遗传改良,本研究以243份长豇豆品种裂区(品种+年份)试验设计方法系统测定的豆荚的29个品质性状数据为基础,揭示了性状数据特征和分布特点、估算了遗传参数,开展了品质综合评价和种质筛选;结合表gingival microbiome型数据和基因组重测序数据进行GWAS分析,挖掘了与质构、缬氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、水溶蛋白、类黄酮和铜含量7个品质性状相关的显著位点和候选基因,为长豇豆品质性状遗传解析、功能基因验证和品质性状改良提供了依据。主要研究结果如下:(1)本文采用B/S结构,My SQL作为数据库,使用PHP语言编写,对243份长豇豆种质信息进行规范化处理和录入,构建了长豇豆种质资源品质性状数据库,具备资源信PR-171分子式息的查询和统计分析功能。(2)田间试验和生化成分测定的数据结果分析表明:长豇豆29个品质性状的变异系数变幅为10.34%-66.41%;多数性状品种间差异极显著,也存在年份间差异;基于特征数据绘制了长豇豆主要营养成分表,并与品质性状数据库相链接;以小提琴分布图形式显示了长豇豆品质性状数据特征和分布特点;维生素C和干物质含量等16个性状的广义遗传力达80%以上,亮氨酸和甲硫氨酸含量的广义遗传力低于40%;两两性状间相关系数有98个达极显著相关水平,氨基酸组分之间的关联性强;聚类分析可将243个品种分为5个类群,42%的品种聚集在Ⅱ类群,代表着长豇豆的基准水平,Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ类群分别表现出糖类、氨基酸和蛋白质含量较高的特征,个别性状极端的品种离散分布在Ⅳ类群;主成分分析将所有性状转化为9个主成分,其累计贡献率为65%,根据综合评价得分筛选出花豆角、鄂豇一号等25份优异种质。(3)利用长豇豆品种基因组重测序数据,筛选获得10000个具有多态性的高质量SNP标记,并与对应品种的品质性状表型数据进行全基因组关联分析。质构和缬氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、水溶蛋白、类黄酮和铜含量等7个品质性状共检测到173个显著性SNP位点。根据已有长豇豆基因组注释信息,重点关注基因参与的生物学过程和分子功能,参考模式作物拟南芥的基因组,在显著SNP位点左右侧100kb搜寻,共筛选出108个与7个性状相关的候选基因。