目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 2
1 材料与方法 3
1.1 实验材料 3
1.2 分析方法 3
1.2.1 表型性状鉴定 4
1.2.2 DNA提取及数据获得 4
1.2.3 测序数据处理 4
1.2.4 利用GATK鉴定SNP 5
1.2.5 LD衰减修正及种群结构分析 10
1.2.6 进化树分析 11
1.2.7 关联分析 12
1.2.8 候选基因分析 13
2 结果与分析 13
2.1 SNP数据分析 13
2.2 水稻群体表型数据分析 14
2.3 GWAS群体亲缘关系分析 14
2.4 水稻群体结构分析 15
2.5 全基因组关联分析 16
2.6 候选基因分析 17
3 讨论 19
致谢 20
参考文献 20
水稻黑条矮缩病抗性的全基因组关联分析
摘要
水稻是世界上重要的粮食作物之一，其生产长期受到病虫害的严重影响。水稻黑条矮缩病是一种由灰飞虱传播的水稻病毒性病害，一旦爆发将严重影响水稻的产量。因此，挖掘水稻种质中的抗黑条矮缩病基因，是解析其抗病分子遗传机制和培育抗黑条矮缩病新品种的重要基础。本研究将183份水稻种质资源的黑条矮缩病抗性数据和全基因组的二代测序数据，通过全基因组关联分析（Genomewide association study，GWAS）的方法对水稻种质资源中的抗黑条矮缩病基因进行了挖掘。研究结果显示，在第10染色体的1,816,044bp位置的SNP位点与水稻黑条矮缩病抗性性状显著关联，依据该群体的连锁不平衡衰减距离的结果，在该位点300kb的连锁区域内发掘了49个候选基因，并对这49个候选基因的功能进行了注释，且在49个候选基因中挑选出了5个最优的候选基因。
引言
水稻黑条矮缩病（rice *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: @351916072@ 
blackstreaked dwarf disease）是由灰飞虱介导传播水稻黑条矮缩病毒（rice blackstreaked dwarf virus, RBSDV）引起的[1]，主要分布于中国、朝鲜、韩国和日本等东亚国家和地区。先前此病发生较少，主要以零星斑点式发生，直到1941年在日本发生了1次大爆发。20世纪60年代在韩国、日本、中国成为流行病害[23]。此后，水稻黑条矮缩病在我国很少发生，而进入20世纪90年代后期，水稻黑条矮缩病再次在我国浙江省出现，并爆发式流行，蔓延至整个长江流域中东部稻作区，造成了巨大的经济损失[4]。该病毒在2008年还被发现存在其变种病毒，被命名为南方水稻黑条矮缩病毒（Southern rice blackstreaked dwarf Virus, SRBSDV）[5]。
据不完全统计，2009年全国由于黑条矮缩病造成33万公顷面积的水稻减产，其中绝收面积达0.67万公顷。2010年，该病在我国华南、华中、华东部分稻区普遍发生，全国发生面积133万公顷，绝收面积0.54万公顷，引起水稻产量损失2.31亿公斤，造成经济损失近百亿元[6]。此后尽管发病回落，发病范围明显减小，但其潜在流行的风险仍然较高[7]。
目前关于水稻黑条矮缩病的研究报道较少，其抗病遗传机制尚不明确。最近的研究表明利用水稻重组自交系群体，鉴定发现该群体黑条矮缩病抗性符合3对主基因+多基因的遗传模型，且3对主基因存在基因的互作[8]。
全基因组关联分析（Genomewide Association Study，GWAS）是利用覆盖整个基因组的遗传标记将表型变异和全基因组范围内SNP变异进行关联分析的一种方法，GWAS能够在全基因组范围内进行整体性研究，能够一次性对控制目标性状形成的关键基因位点进行分析，并定位到目标基因或其所在的染色体区域[8]。与传统的图位克隆法相比，全基因组关联分析具有以下几个方面优点：（1）GWAS研究不需要在研究之前构建假设。（2）可用自然群体，大大缩短了研究年限。（3）能够一次性检测成百上千个SNPs，在全基因组范围进行研究。（4）GWAS研究的精度在不断提高。GWAS最初是用于研究人类的相关疾病。2005年，GWAS首次被应用于人类遗传学研究领域，该研究分别对96名患有年龄相关性黄斑变性（ARMD）的患者和50名健康人群进行了全基因组基因分析，最终鉴定出一个可以编码补体因子H的候选基因[15]。在这之后，人类遗传学史上一项具有里程碑意义的大型GWAS项目开始实施[16]，此项目收集了包括7000种常见疾病在内的14000个病例，研究发现了许多可以引发这些疾病的新的致病基因。
植物全基因组关联分析主要集中于模式生物，如水稻、玉米和拟南芥。Buckler等在玉米中构建群体材料，开发SNP标记，开展全基因组关联分析研究[17]。Huang等在水稻中运用重测序技术，对517份中国水稻地方品种进行全基因组测序，参考对照基因组序列，构建了高密度的水稻单倍型图谱，并对14个农艺性状进行GWAS分析[23]。本校万建民院士团队通过基于三年大田试验的全基因组关联分析，结合过表达和基因敲除等功能验证，克隆了双亲和硝酸根转运子OsNPF6.1，发现OsNPF6.1的优异单倍型增强氮素吸收和提高氮素利用效率（NUE），进而提高水稻在低氮下的产量，并阐明了OsNPF6.1的优异自然变异及其增强NUE的分子机制[18]。这些实验为作物遗传学研究和作物育种研究开辟了新的研究途径，提供了重要数据。

原文链接：http://www.jxszl.com/nongxue/zwbh/606202.html