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亞麻全基因組關(guān)聯(lián)分析研究進(jìn)展

2022-05-11 06:49伍葉娜潘根姜慧常麗黃思齊唐慧娟欒明寶陳安國(guó)
中國(guó)麻業(yè)科學(xué) 2022年2期
關(guān)鍵詞:亞麻位點(diǎn)基因組

伍葉娜,潘根,姜慧,常麗,黃思齊,唐慧娟,欒明寶,陳安國(guó)

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院麻類研究所,湖南 長(zhǎng)沙 410205)

亞麻(Linum usitatissimum L.)是亞麻科(Linaceae)亞麻屬(Linum)一年生草本植物,自花授粉,喜涼爽濕潤(rùn)氣候,起源于中亞和地中海地區(qū),是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一,按照用途分為纖用亞麻、油用亞麻及油纖兼用亞麻。纖用亞麻主要種植于黑龍江、吉林、新疆、內(nèi)蒙古等地。亞麻纖維因具有強(qiáng)韌、吸濕、透氣、耐磨等優(yōu)良性狀而被譽(yù)為“纖維皇后”[1]。油用亞麻又稱為胡麻,多分布于新疆、甘肅、河北、內(nèi)蒙古等地。亞麻籽中富含α-亞麻酸、木酚素、優(yōu)質(zhì)植物蛋白質(zhì)等多種對(duì)人體有利的營(yíng)養(yǎng)成分[2-3],亞麻籽品質(zhì)特性的重要指標(biāo)是含油量,其油脂含量為35%~45%[4]。α-亞麻酸是通過外源補(bǔ)充的一種人體必需不飽和脂肪酸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),為二十碳五烯酸(EPA,eicosapentaeno-ic acid)、二十二碳五烯酸(DPA,docosapentaenoic acid)和二十二碳六烯酸(DHA,docosahexaenoic acid)的合成前體物質(zhì),在降血脂血壓、預(yù)防糖病、防治癌癥以及延緩血管衰老等方面發(fā)揮著重要的作用[2]。此外,亞麻木酚素(SDG,secoisolariciresinol diglucoside)在預(yù)防和治療乳腺癌[5]以及骨質(zhì)疏松癥[6]等方面發(fā)揮著重要的作用,亞麻籽蛋白中的半胱氨酸和蛋氨酸含量能夠提高人體抗氧化能力,有效預(yù)防結(jié)腸癌發(fā)生[7]??傮w來說,亞麻是一種綜合利用價(jià)值極高的作物,在紡織、食品、工業(yè)、醫(yī)藥保健等方面發(fā)揮著重要的作用。

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,利用分子標(biāo)記進(jìn)行亞麻分子育種的研究越來越多,常用的分子標(biāo)記有擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性(AFLP,amplified fragment length polymorphism)、隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性 DNA(RAPD,random amplified polymorphic)、簡(jiǎn)單序列重復(fù)(SSR,simple sequence repeats)以及單核苷酸多態(tài)性(SNP,single nucleotide polymorphism),主要應(yīng)用于亞麻種質(zhì)資源鑒定、遺傳連鎖圖譜構(gòu)建、數(shù)量性狀座位(QTL,quantitative trait locus)定位和全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS,genome-wide association studies)等。亞麻農(nóng)藝及品質(zhì)性狀多數(shù)為多基因控制的數(shù)量性狀,其遺傳表現(xiàn)復(fù)雜,一般的QTL位點(diǎn)具有較低的遺傳率。另外,我國(guó)亞麻存在纖維產(chǎn)需缺口大、亞麻品質(zhì)差、抗逆性較差等問題,因此揭示亞麻產(chǎn)量、品質(zhì)以及抗逆等相關(guān)性狀的遺傳基礎(chǔ)并培育優(yōu)良亞麻品種是目前的研究目標(biāo)。為培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的新品種,需要進(jìn)行產(chǎn)量、品質(zhì)和抗性性狀等基因的發(fā)掘和利用[8-9]。GWAS是解析表型遺傳機(jī)制及挖掘QTL的重要手段,具有定位精確度高、檢測(cè)范圍廣、構(gòu)建群體所需時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),已應(yīng)用于水稻[10]、玉米[11]以及大豆[12]等作物的分子育種研究。GWAS在亞麻多種性狀研究以及育種研究中得到了一定的應(yīng)用,為闡明亞麻復(fù)雜性狀的遺傳結(jié)構(gòu)提供了理論基礎(chǔ),對(duì)亞麻品種改良具有指導(dǎo)性意義。本文簡(jiǎn)要介紹了GWAS基本原理及方法,總結(jié)了其在亞麻遺傳育種中的研究進(jìn)展,以及存在的問題和解決途徑,進(jìn)一步為亞麻分子標(biāo)記輔助育種研究提供依據(jù)和參考。

1 全基因組關(guān)聯(lián)分析

1.1 全基因組關(guān)聯(lián)分析原理

關(guān)聯(lián)分析是以連鎖不平衡(LD,linkage disequilibrium)為基礎(chǔ),鑒定某一群體內(nèi)目標(biāo)性狀與遺傳標(biāo)記或候選基因關(guān)系的分析方法[13],與傳統(tǒng)作圖相比,具有不需要構(gòu)建作圖群體、可同時(shí)考察多個(gè)性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析、基因定位精確度高等特點(diǎn)[14]。關(guān)聯(lián)分析可分為全基因組掃描和基于候選基因的關(guān)聯(lián)分析兩種策略[15]。GWAS理論基礎(chǔ)是連鎖不平衡,通過全基因組內(nèi)的SNP變異與復(fù)雜性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,發(fā)掘影響目標(biāo)性狀的候選基因[16],從分子水平揭示作物表型多樣性的遺傳基礎(chǔ)。近年來隨著簡(jiǎn)化基因組測(cè)序(SLAF-seq)技術(shù)的不斷發(fā)展,測(cè)序成本的下降,基于全基因組檢測(cè)SNP變異位點(diǎn)進(jìn)行GWAS的研究不斷增加。1996年,Risch等[17]首次提出了全基因組關(guān)聯(lián)分析的概念。目前已在水稻[10]、玉米[11]、大豆[12]等作物中有了深入研究,為其他作物品種遺傳改良和培育提供了理論依據(jù)。

1.2 全基因組關(guān)聯(lián)分析影響因素

1.2.1 群體結(jié)構(gòu)對(duì)GWAS的影響

群體結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致GWAS結(jié)果出現(xiàn)假陽(yáng)性,故進(jìn)行試驗(yàn)前應(yīng)選取具有代表性、數(shù)量較多的種質(zhì)資源作為研究群體,通過增大群體容量和評(píng)估種群結(jié)構(gòu)來盡可能減少假陽(yáng)性,進(jìn)而降低群體結(jié)構(gòu)對(duì)試驗(yàn)的干擾。一般線性模型(GLM,general linearmodel)和混合線性模型(MLM,mixed linearmodel)是全基因組關(guān)聯(lián)分析常用的兩種模型[18],其中MLM模型在GWAS分析過程中能夠有效控制群體結(jié)構(gòu)的影響,提高分析效率和結(jié)果的準(zhǔn)確性[19]。此外,可通過SNP標(biāo)記的檢測(cè),主成分分析(PCA,principal component analysis)獲得的P值、親緣關(guān)系K值以及群體結(jié)構(gòu)Q值等對(duì)群體結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的校正與分析[20]。

1.2.2 連鎖不平衡對(duì)GWAS的影響

連鎖不平衡是指群體內(nèi)不同位點(diǎn)上等位基因間的非隨機(jī)關(guān)聯(lián),是GWAS的理論基礎(chǔ),一般情況下LD衰減距離越小,關(guān)聯(lián)分析時(shí)需要的SNP標(biāo)記越多,越容易找到與目標(biāo)性狀緊密連鎖的分子標(biāo)記,提高關(guān)聯(lián)分析的精確性[21]。在構(gòu)建關(guān)聯(lián)群體時(shí),為了減少連鎖不平衡性,獲得更多的表型和遺傳變異,應(yīng)選擇地理差異較大的品種作為關(guān)聯(lián)分析材料[22]。除此之外,GWAS研究還需要對(duì)表型性狀進(jìn)行準(zhǔn)確鑒定,如實(shí)施合理的田間試驗(yàn)、考慮環(huán)境與基因型的互作效應(yīng)等[23]。

1.3 全基因組關(guān)聯(lián)分析步驟

1.3.1 種質(zhì)材料選擇

豐富的種質(zhì)資源是GWAS研究的基礎(chǔ),因而需要選取足夠多的樣本量[24],但群體來源越多會(huì)導(dǎo)致假陽(yáng)性的概率增加,需利用家系群體進(jìn)行初步定位,再用自然群體高精度定位[25],兩種方法結(jié)合分析可減少群體之間假陽(yáng)性的概率,提高關(guān)聯(lián)分析的分辨率。

1.3.2 表型考察

GWAS需要對(duì)基因型數(shù)據(jù)和表型數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,因而需要對(duì)目的性狀進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定和評(píng)估。然而,表型性狀具有可塑性,不僅受基因型的控制,還受周圍環(huán)境的影響,因而會(huì)影響GWAS分析結(jié)果[26]。因此,在試驗(yàn)前期應(yīng)制定科學(xué)的試驗(yàn)計(jì)劃[27],合理選擇隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)等田間試驗(yàn)設(shè)計(jì),從時(shí)間、空間上增加表型的重復(fù)性[24],在多年和多環(huán)境中進(jìn)行目標(biāo)性狀的表型鑒定,降低環(huán)境影響以及減少表型測(cè)定誤差。

1.3.3 基因型鑒定

隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展和測(cè)序成本的降低,使用SLAF-seq、基因芯片技術(shù)、全基因組重測(cè)序等方法獲得群體SNP信息,可提升關(guān)聯(lián)分析遺傳定位的精度,廣泛應(yīng)用于GWAS研究。

1.3.4 群體結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系分析

在關(guān)聯(lián)分析過程中,自花授粉作物的群體結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致某些等位基因頻率在不同亞群之間存在顯著差異,從而導(dǎo)致出現(xiàn)假陽(yáng)性結(jié)果[28]。亞麻屬于自花授粉作物,在對(duì)亞麻進(jìn)行群體結(jié)構(gòu)分析時(shí),可以在進(jìn)行表型與基因型關(guān)聯(lián)分析之前通過構(gòu)建群體系統(tǒng)進(jìn)化樹、PCA、Structure分析等對(duì)樣本間的群體結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系進(jìn)行分析[29],從而避免定位時(shí)出現(xiàn)的假陽(yáng)性問題。

1.3.5 關(guān)聯(lián)作圖及候選基因發(fā)掘

PLINK[30]和TASSEL[31]等分析軟件用于全基因組關(guān)聯(lián)分析,其中TASSEL軟件既可以對(duì)各種模型進(jìn)行相關(guān)分析,又可以估計(jì)LD值和作圖,估計(jì)種群結(jié)構(gòu)和作圖基于遺傳距離的樹形圖[32]。亞麻作為自花授粉作物,通過GWAS定位性狀相關(guān)基因難以達(dá)到單基因水平,必須綜合基因芯片、RNA測(cè)序、實(shí)時(shí)熒光定量PCR(qRT-PCR,real-time reverse transcription-PCR)等技術(shù)來確定與目標(biāo)性狀相關(guān)聯(lián)的候選基因。

2 亞麻全基因組關(guān)聯(lián)分析研究進(jìn)展

隨著高通量測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步,GWAS在亞麻農(nóng)藝(表1)、品質(zhì)(表2)以及抗逆(表3)等相關(guān)性狀的育種研究中取得了一些進(jìn)展,為亞麻品種改良和分子育種奠定了重要的理論基礎(chǔ)。

表1 全基因組關(guān)聯(lián)分析在亞麻農(nóng)藝性狀中的相關(guān)進(jìn)展Table 1 Progress of GWAS in agronomic traits of flax

續(xù)表1

續(xù)表1

表2 全基因組關(guān)聯(lián)分析在亞麻品質(zhì)性狀中的相關(guān)進(jìn)展Table 2 Progress of GWAS in quality traits of flax

續(xù)表2

2.1 亞麻農(nóng)藝相關(guān)性狀GWAS應(yīng)用

千粒重、分枝數(shù)、開花日數(shù)、分枝習(xí)性是亞麻種子產(chǎn)量的主要決定因素,出麻率、株高、干莖制成率是亞麻纖維產(chǎn)量的主要決定因素[33]。GWAS能夠?qū)喡榉种?shù)、株高以及生育期等性狀進(jìn)行QTL定位和候選基因預(yù)測(cè),進(jìn)一步為亞麻分子標(biāo)記輔助育種提供理論基礎(chǔ)。為了鑒定亞麻農(nóng)藝相關(guān)性狀遺傳改良的標(biāo)記和候選基因,Xie等[34]利用SLAF-seq技術(shù)對(duì)生長(zhǎng)在3種不同環(huán)境下的224份亞麻核心種質(zhì)進(jìn)行GWAS分析,得到42個(gè)與株高、工藝長(zhǎng)度、分枝數(shù)、單株果數(shù)、千粒重等5個(gè)農(nóng)藝性狀相關(guān)的SNP位點(diǎn),并利用GLM和MLM模型在10 kb范圍內(nèi)篩選出15個(gè)候選基因,確定與株高相關(guān)的候選基因是UGT和PL,與分枝數(shù)相關(guān)的候選基因?yàn)镚RAS和XTH,與單株果數(shù)相關(guān)的候選基因是Contig1437和LU0019C12,與千粒重相關(guān)的候選基因是PHO1。在此基礎(chǔ)上,Xie等[35]又利用GLM模型對(duì)13個(gè)農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析,檢測(cè)出與亞麻纖維相關(guān)性狀相關(guān)聯(lián)的幾個(gè)位點(diǎn),預(yù)測(cè)了亞麻出麻率的候選基因Lus10016354和株高候選基因Lus10016125,為進(jìn)一步研究亞麻纖維相關(guān)性狀的分子機(jī)制提供了幫助。鄧欣[33]利用SSR標(biāo)記對(duì)182份亞麻核心種質(zhì)產(chǎn)量進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,確定與株高相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)是M187,與工藝長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)是M169-1,與單株蒴果數(shù)相關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)是M80,M169-2、M192與分枝數(shù)相關(guān)聯(lián),M146、M185與開花期相關(guān)聯(lián),M155-1、M187與全生長(zhǎng)日數(shù)相關(guān)聯(lián)。伊六喜[36]基于相關(guān)序列擴(kuò)增多態(tài)性(SRAP,sequence-related amplified polymorphism)通過全基因組重測(cè)序?qū)?69份胡麻進(jìn)行GWAS分析,獲得了與產(chǎn)量相關(guān)性狀顯著關(guān)聯(lián)的21個(gè)SNP位點(diǎn)和57個(gè)候選基因,其中與株高相關(guān)的SNP位點(diǎn)有5個(gè),獲得14個(gè)候選基因;分枝數(shù)相關(guān)SNP位點(diǎn)有2個(gè),獲得5個(gè)候選基因;千粒重相關(guān)SNP位點(diǎn)3個(gè),獲得5個(gè)候選基因;千株粒重相關(guān)SNP位點(diǎn)2個(gè),獲得1個(gè)候選基因;果粒數(shù)相關(guān)SNP位點(diǎn)2個(gè),獲得8個(gè)候選基因;株果數(shù)相關(guān)SNP位點(diǎn)1個(gè),獲得7個(gè)候選基因;工藝長(zhǎng)度相關(guān)SNP位點(diǎn)4個(gè),獲得15個(gè)候選基因。Pydiura等[37]基于亞麻基因組信息,通過GWAS分析鑒定出與亞麻纖維發(fā)育相關(guān)的候選基因32個(gè),其中編碼纖維素合成酶(CesA)和纖維素合成酶類蛋白(Csl)的候選基因各有16個(gè)。Chandrawati等[38]選取168份亞麻材料,通過50個(gè)SSR標(biāo)記對(duì)其進(jìn)行分析,在GLM和MLM模型的關(guān)聯(lián)分析過程中均檢測(cè)出Lu__3043是與開花天數(shù)50%相關(guān)的SSR標(biāo)記。GWAS挖掘到的亞麻株高、千粒重等性狀相關(guān)的基因,為亞麻新品種的分子選育提供理論依據(jù),前人研究所鑒定的SNP位點(diǎn)和相應(yīng)的候選基因可作為改良亞麻重要農(nóng)藝性狀的生物學(xué)基礎(chǔ)。

表3 全基因組關(guān)聯(lián)分析在亞麻抗逆性狀中的相關(guān)進(jìn)展Table 3 Progress of GWAS in stress resistance of flax

2.2 亞麻品質(zhì)相關(guān)性狀GWAS應(yīng)用

亞麻品質(zhì)性狀有含油率、碘值、油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、粗脂肪等,被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療保健等領(lǐng)域,研究亞麻品質(zhì)相關(guān)性狀遺傳機(jī)理有助于提高亞麻品質(zhì),進(jìn)一步為亞麻優(yōu)質(zhì)育種提供理論依據(jù)。Soto-Cerda等[39]利用460個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)390份亞麻種質(zhì)材料的含油率、硬脂酸、亞油酸、亞麻酸和碘值等品質(zhì)性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)作圖,鑒定了9個(gè)候選QTL。You等[40]通過GWAS對(duì)3個(gè)不同雙親亞麻作圖群體的260個(gè)品系進(jìn)行分析,共鑒定出17 288個(gè)SNP,解釋的成熟期、碘值、棕櫚酸、硬脂酸、亞油酸和亞麻酸含量的表型變異高于80%,檢測(cè)到23個(gè)基因組區(qū)域與33個(gè)QTL相關(guān),解釋了含油量、碘值、棕櫚酸、亞油酸和亞麻酸的表型變異為48%~73%。張喻[41]對(duì)來自43個(gè)國(guó)家的200份亞麻進(jìn)行GWAS分析,挖掘了8個(gè)與油酸代謝相關(guān)的候選基因,2個(gè)與亞油酸代謝相關(guān)的候選基因。伊六喜[36]通過全基因組重測(cè)序?qū)?69份胡麻進(jìn)行GWAS分析,獲得了與品質(zhì)相關(guān)性狀顯著關(guān)聯(lián)的19個(gè)SNP位點(diǎn)和43個(gè)候選基因,其中與油酸、亞油酸、亞麻酸、棕櫚酸、硬脂酸以及粗脂肪相關(guān)的SNP位點(diǎn)分別是3個(gè)、1個(gè)、8個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、2個(gè),獲得的候選基因分別是5個(gè)、6個(gè)、17個(gè)、5個(gè)、7個(gè)、3個(gè)。Xie等[42]通過GWAS對(duì)3種不同環(huán)境下的224個(gè)亞麻群體進(jìn)行分析,檢測(cè)到16個(gè)與種子脂肪酸含量顯著相關(guān)的SNP,10個(gè)候選基因,其中有6個(gè)候選基因參與脂肪酸代謝途徑。伊六喜等[43]選取220份亞麻核心種質(zhì),通過SSR標(biāo)記的關(guān)聯(lián)分析檢測(cè)亞麻木酚素含量相關(guān)位點(diǎn),基于GLM模型和MLM模型均檢測(cè)到LU_203、LU_661和LU_330位點(diǎn)。伊六喜等[44]對(duì)4個(gè)環(huán)境下的269份亞麻種質(zhì)的木酚素含量進(jìn)行GWAS分析,得到13個(gè)SNP位點(diǎn)和21個(gè)候選基因。目前亞麻品質(zhì)改良育種較薄弱,GWAS分析在亞麻育種中的應(yīng)用較少,這些新發(fā)現(xiàn)的遺傳位點(diǎn)可以顯著改善亞麻分子育種進(jìn)程,鑒定的候選基因有助于闡明亞麻品質(zhì)相關(guān)性狀的生物合成機(jī)制。

2.3 亞麻抗逆相關(guān)性狀GWAS應(yīng)用

干旱、鹽堿、礦物質(zhì)缺乏等非生物脅迫以及白粉病[45]、炭疽?。?6]等病害引起的生物脅迫,均嚴(yán)重影響亞麻產(chǎn)量和品質(zhì),因而提供抗逆性是亞麻育種目標(biāo)之一。近年來科學(xué)家利用GWAS挖掘到部分亞麻抗逆相關(guān)位點(diǎn)。Dash等[47]通過GWAS揭示了在莖和根中共調(diào)控表達(dá)的26個(gè)基因與干旱脅迫反應(yīng)有關(guān),其中根應(yīng)對(duì)干旱脅迫比莖要強(qiáng)一些。Soto-Cerda等[48]選取390份加拿大亞麻核心種質(zhì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)作圖,基于MLM模型確定了與6個(gè)農(nóng)藝性狀關(guān)聯(lián)的12個(gè)位點(diǎn),其中位于第6連鎖群的兩個(gè)標(biāo)記位點(diǎn),確定了1個(gè)抗倒伏相關(guān)的QTL位點(diǎn)。Sertse等[49]通過GWAS對(duì)6個(gè)性狀及其相應(yīng)的脅迫指數(shù)進(jìn)行了分析,檢測(cè)到編碼干旱脅迫相關(guān)蛋白候選基因Lus10030150。He等[50]選取370份亞麻核心種質(zhì)材料確定了與抗派斯莫病相關(guān)的67個(gè)QTL位點(diǎn),獲得候選基因Lus10031043和Lus10020016。謝冬微等[51]在亞麻全基因組中共找到137個(gè)核苷酸結(jié)合位點(diǎn)(NBS,nucleotidebinding site)類抗病基因,進(jìn)一步加快了亞麻抗病育種研究。Saha等[52]找到響應(yīng)高溫脅迫的熱休克因子(HSF,heat shock factor)基因34個(gè),為進(jìn)一步促進(jìn)亞麻耐高溫遺傳改良和適應(yīng)性育種提供了依據(jù)。目前GWAS在亞麻抗逆相關(guān)性狀研究中的應(yīng)用還較少,雖然利用該方法能夠鑒定出一些與亞麻抗逆相關(guān)的位點(diǎn),但這些位點(diǎn)是否能夠有效地應(yīng)用到亞麻分子育種中,還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

3 問題與展望

綜上可知,與傳統(tǒng)的QTL作圖相比,GWAS具有檢測(cè)范圍廣[53]、分辨率高[54]、材料來源多[55]等優(yōu)勢(shì),從而在亞麻產(chǎn)量、品質(zhì)以及抗逆等相關(guān)育種研究中取得一系列重要進(jìn)展。但GWAS也有其自身的局限性,在亞麻育種試驗(yàn)設(shè)計(jì)上仍需謹(jǐn)慎,畢竟其只是對(duì)候選遺傳位點(diǎn)的一種預(yù)測(cè),后續(xù)還需要結(jié)合其他技術(shù)手段進(jìn)行深入研究,探究其生物學(xué)功能。常規(guī)育種效率低、周期長(zhǎng),而關(guān)聯(lián)分析與分子育種相結(jié)合,再加上基因組、轉(zhuǎn)錄組、蛋白組及代謝組等多組學(xué)融合能更深入地了解亞麻復(fù)雜性狀的遺傳結(jié)構(gòu),有利于亞麻遺傳育種的進(jìn)一步發(fā)展。

GWAS是作物表型與基因型結(jié)合用于作物遺傳改良的優(yōu)良技術(shù),其包括研究群體的選擇、多年多點(diǎn)的表型鑒定、高通量測(cè)序、關(guān)聯(lián)分析、基因功能注釋、精細(xì)定位、候選基因功能驗(yàn)證等,在亞麻遺傳改良中具有重大的應(yīng)用潛力。盡管GWAS當(dāng)前還存在一些不足,但隨著分子生物學(xué)技術(shù)的不斷深入,其在實(shí)際應(yīng)用中的局限性會(huì)不斷得以克服。隨著高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,水稻、玉米、大豆等參考基因組已公布,其基因組范圍內(nèi)的變異數(shù)據(jù)用于遺傳作圖和作物演化研究,GWAS在這些作物育種研究中已較為成熟,GWAS在應(yīng)用于亞麻重要性狀研究中可多參考這些作物以進(jìn)一步對(duì)亞麻農(nóng)藝相關(guān)性狀、品質(zhì)相關(guān)性狀以及抗逆相關(guān)性狀等方面進(jìn)行研究,為亞麻品種改良和培育提供依據(jù)。在今后的亞麻育種研究中,應(yīng)當(dāng)繼續(xù)利用高通量測(cè)序等技術(shù),在全基因組水平對(duì)亞麻群體進(jìn)行基因型鑒定,開展遺傳多樣性和群體結(jié)構(gòu)分析,進(jìn)一步結(jié)合多組學(xué)融合分析和基因功能驗(yàn)證等方法,挖掘亞麻產(chǎn)量、品質(zhì)以及抗性等相關(guān)性狀的候選基因,為亞麻優(yōu)質(zhì)育種提供一定的理論基礎(chǔ)。

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