研究方向 3

选取了不同类型、地域来源的68份的野生、111份栽培（包括农家种、现代品种及青稞）材料的共179份大麦为研究对象，开展了重测序分析（图 1），共鉴定到约5,400万个SNP位点，系统进化树、主成分及ADMIXTURE结果可将所有材料依据不同类型、居群及地理来源划分，驯化过程中栽培大麦丢失了约21.97%的遗传多样性。全基因组选择性消除分析鉴定到1,672个驯化和896个改良相关候选基因。进一步对株高、穗长、千粒重、粒长宽比等农艺及籽粒性状，以及盐胁迫下光合效率、叶片保护酶、丙二醛含量、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶等生理生化指标，共计27个性状进行了全基因组关联分析，鉴定得到与大麦重要性状相关遗传变异位点和候选基因。该研究在全基因组水平系统揭示了大麦驯化的分子基础，也为大麦分子改良及育种提供候选参考。

课题组及其合作者基于上述研究，筛选多态性好、代表性强、覆盖均匀的40,519个SNP位点，利用GenoBaits技术开发了大麦40K SNP液相芯片，对380份不同大麦材料的测试表明，该芯片在基因分型、种群结构分析等方面均有良好的表现（图 2）。GWAS鉴定到一系列与重要性状相关的选择信号区间和基因，例如，我们鉴定到132个和187个穗数和穗长相关的信号，其中包括一些已知的与穗数相关候选基因，如HvPRF5、HvYAO、HvCYP71B7、HvYUC2、HvSEC3A及HvBB等，进一步构建了大麦的高密度遗传图谱。大麦40K液相芯片的开发填补了我国大麦育种领域相关工具的空缺，为打破大麦育种瓶颈、提高育种效率、实现大麦育种突破提供了重要工具。