ddRAD測序為研究番茄的基因組多樣性提供新思路

在二代測序基礎上發展起來的RAD-seq技術是一項基於全基因組酶切位點的簡化基因組測序技術。由於特異性酶切位點在全基因組範圍內分布廣泛，通過RAD-seq技術能夠獲得大多數物種內數萬至數十萬的單核苷酸多態性(SNP)標記。在此基礎上，RAD-seq技術又衍生出了多種簡化基因組測序方法，包括GBS、ddRAD、ezRAD以及2b-RAD等多種手段。其中，ddRAD-seq技術通過將一種稀有酶與另一種常見酶結合，並對基因組DNA進行雙酶切，免去隨機打斷的過程，是一項非常有前景的簡化基因組測序技術。ddRAD-seq技術同時也是一種靈活而經濟的測序策略，可以深入了解種質資源的遺傳結構。

番茄(Solanum lycopersicum L.)是最重要的經濟蔬菜作物之一，在全球廣泛種植。番茄的馴化起源於南美安第斯地區，後在美洲推廣種植。十六世紀，番茄引進歐洲（主要在西班牙和義大利）後，發生了進一步的馴化，導致當地品種的高度多樣性。因此，歐洲的地中海盆地被認為是番茄的次要多樣化中心。

近日，義大利蔬菜和觀賞作物研究中心的Salvatore Esposito等人在Horticulture Research發表了題為ddRAD sequencing-based genotyping for population structure analysis in cultivated tomato provides new insights into the genomic diversity of Mediterranean 『da serbo』 type long shelf-life germplasm的研究論文，系統研究了番茄多個品種的基因多樣性。

該研究利用ddRAD-seq技術調查了288份番茄的基因多樣性，其中包括長保質期(long shelf life ，LSL)種質品種『da serbo』152份，該品種主要來源於義大利和西班牙，其餘材料來自其他國家的常見品種。除了LSL特性之外，『da serbo』品種還具抗逆性。該研究鑑定了32,799個高質量的SNPs，分別用於模擬祖先種群結構和非參數層次聚類。該研究劃分了六個遺傳亞群，清楚地分開了大多數『da serbo』品種，表明基於類型和地理種源的種群細分。在小於5kb的範圍內，連鎖不平衡(LD)衰減非常快。作者通過研究『da serbo』品種的材料中顯示頻率較小等位基因(MAF)的SNPs，發現該種質的脅迫耐受性與果實成熟相關的基因（如CTR1和JAR1）的高頻突變。最後，選擇基於包含大部分多樣性的58個小核材料，進一步開發關鍵性狀。此研究表明，在地中海盆地選擇的『da serbo』種質存在遺傳印記。此外，該研究還對長保質期 &39;種質作為耐脅迫等位基因來源提供了新的見解。

Fig. 1 Estimate of genetic diversity in 288 tomato accessions using ddRAD.

Fig. 2 Linkage disequilibrium (LD) decay and comparison.

Fig. 3 Loading plot of the first (F1) and second (F2) principal components.

文章連結：

https://www.nature.com/articles/s41438-020-00353-6

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關於園藝研究

Horticulture Research 是由南京農業大學與自然出版集團（現Springer Nature）合作創辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領域專刊。所有關於園藝作物的基礎和理論研究都可以投稿。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子：5.404，位於園藝一區（第1/36名），植物科學一區（第16/234名），遺傳學一區（第24/177名）。2019年中科院期刊分區（基礎版）：位於園藝小類一區，植物科學小類一區，農林科學大類一區（Top期刊）。