云南水稻种质资源的遗传多样性分析_邓伟.pdf

DOI：10.13430/ki.jpgr.20221014002植物遗传资源学报 2023，24（3）：624-635Journal of Plant Genetic Resources云南水稻种质资源的遗传多样性分析邓伟1，2，3，吕莹1，2，3，董阳均4，徐雨然1，2，3，杨华涛5，张锦文1，2，3，张建华1，2，3，奎丽梅1，2，3，涂建1，2，3，相罕章6，管俊娇1，2，3，董维1，2，3，谷安宇1，2，3，安华1，2，3，杨丽萍1，2，3，张笑4，李小林1，2，3（1云南省农业科学院粮食作物研究所，昆明 650205；2云南省主要农作物种子加工工程技术研究中心，昆明 650205；3云南省稻作遗传改良重点实验室，昆明 650205；4水富县种子管理站，云南水富 657800；5孟连县勐马镇农业综合服务中心，云南孟连 665801；6孟连县农业技术推广中心，云南孟连665899）摘要：利用基因芯片GSR40K评估了135份来自云南不同海拔地区水稻种质资源的遗传多样性和群体结构。结果显示云南不同海拔地区水稻种质资源具有较丰富的遗传多样性，利用SNP标记进行籼粳特性分型，将种质资源分为籼稻类型、偏籼类型、中间类型、粳稻类型和偏粳类型；利用单倍型标记和功能标记鉴定了与育种相关的82个基因，结果表明135份材料都含有非落粒性相关的基因，接近70%的水稻品种含有稻瘟病抗性基因，含有抗虫基因及香味基因的品种数量较少；利用聚类和主成分分析将135份材料分成7个亚群，通过遗传分化指数GST值评估每一个标记位点在7个亚群之间的分化程度，结果表明7个亚群间存在高度的遗传分化，且135份水稻品种基因组区域上至少有0.09%的区域是完全不一样的，而有0.08%的区域是频繁交流和固定的，因此不同亚群间的基因交流频率极低。利用亚群间海拔高度的差异，分析群体间的差异基因组区域，推测可能是与海拔适应性相关。本研究结果为云南地方水稻资源的有效保护和高效利用提供科学依据。关键词：遗传多样性；群体结构；基因芯片；SNP标记；遗传分化The Genetic Diversity Analysis of Rice Germplasm Resources in Yunnan Province of ChinaDENG Wei1，2，3，LYU Ying1，2，3，DONG Yang-jun4，XU Yu-ran1，2，3，YANG Hua-tao5，Zhang Jin-wen1，2，3，ZHANG Jian-hua1，2，3，KUI Li-mei1，2，3，TU Jian1，2，3，XIANG Han-zhang6，GUAN Jun-jiao1，2，3，DONG Wei1，2，3，GU An-yu1，2，3，AN Hua1，2，3，YANG Li-ping1，2，3，ZHANG Xiao4，LI Xiao-lin1，2，3（1Institute of Grain Crops，Yunnan Academy of Agricultural Sciences，Kunming 650205；2Yunnan Research Center of Major Crop Seed Processing Engineering Technology，Kunming 650205；3Yunnan Key Laboratory of Rice Genetic Improvement，Kunming 650205；4Seed Management Station of Shuifu，Yunnan Shuifu 657800；5Mengma Town Agricultural Comprehensive Service Center，Yunnan Menglian 665801；6Agricultural Technology Extension Center of Menglian County，Yunnan Menglian 665899）Abstract：The genetic diversity analysis of 135 rice germplasm resources collected from different altitudes in Yunnan province，P.R.China，were genotyped by using the gene chip GSR40K.The rice germplasm resources at different altitudes were found with rich genetic diversity，and they were divided into five subgroups：indica，partial indica，intermediate，japonica and partial japonica.Eighty-two genes with expected breeding value were 收稿日期：2022-10-14 修回日期：2022-10-26 网络出版日期：2022-12-06 URL：https：/doi.org/10.13430/ki.jpgr.20221014002第一作者研究方向为水稻新品种培育，E-mail：；吕莹为共同第一作者通信作者：李小林，研究方向为水稻资源挖掘与新品种培育，E-mail：基金项目：云南省重大科技专项计划（202102AE090016）；现代农业产业技术体系建设专项资金（CARS-01-102）；云南省科技创新平台建设计划（2015DH012）；粮食安全种业支撑专项（530000210000000013809）；云南省科技人才与平台计划（202105AE160009）Foundation projects：Yunnan Major Science and Technology Special Plan（202102AE090016）；Modern Agricultural Industry Technology System Construction Special Fund（CARS-01-102）；Yunnan Science and Technology Innovation Platform Construction Plan（2015DH012）；Food Security Seed Industry Support Special Plan（530000210000000013809）；Yunnan Science and Technology Talent and Platform Plan（202105AE160009）3 期邓伟等：云南水稻种质资源的遗传多样性分析genotyped by haplotype markers and functional markers.All accessions were found with the genes related to the grain shattering.Nearly 70%of rice varieties were detected with rice blast resistant genes，whereas only a small proportion of accessions containing insect resistance and fragrance genes were identified.The accessions in this collection were divided into seven subgroups by cluster analysis and principal component analysis.The differentiation of each marker site among the 7 subgroups was evaluated by the Gst value of genetic differentiation index，indicating that there was high genetic differentiation among the 7 subgroups.Moreover，at least 0.09%of the genomic segments in this collection are completely different，and only 0.08%are frequently communicated and fixed，suggesting an extremely low frequency of gene exchange between different subpopulations.Based on the difference of altitude among subpopulations，the differential genomic regions among populations were proposed associating with altitude adaptability.Collectively，these results provided scientific basis for effective protection and efficient utilization of rice resources in rice breeding.Key words：genetic diversity；population structure；gene chip；SNP markers；genetic differentiation水稻提供了世界上50%以上的口粮，优良的品种是口粮的基本保障。种质资源是现代作物育种的重要物质基础，其遗传多样性的分析是挖掘作物新基因和培育新品种的有效手段1-4。水稻种群内部的多样性多数受到自然和人为因素的影响，例如海拔、土壤条件、洪涝灾害、病虫害以及人类定向选择等非生物与生物胁迫5。云南地处中国西南边陲，气候环境多变，且多民族聚居，在长期自然和人工的共同选择下，形成了籼粳、水陆、粘糯等多种稻种资源类型，含有丰富的地方稻种资源，蕴含着丰富的变异类型和优异基因，是优异种质最富集的地区之一6。随着分子生物学技术的发展，以及功能基因组学研究进展，越来越多的分子标记应用于遗传多样性分析，如限制性片段长度多态性（RFLP）、随机扩增多态性（RAPD）、简单序列重复多态性（SSR）、扩增片段长度多态性（AFLP）、单核苷酸多态性（SNP）等7-11。前人已对水稻资源的遗传多样性进行了大量的研究。Choudhury等12利用分布在12条水稻染色体上的 36 个全基因组非连锁单核苷酸多态性（SNP）标记，评估了6984份来自NER的水稻材料的遗传多样性和相关群体结构。Ndjiondjop 等13利用单核苷酸多态性（SNP）分析非洲 330 个广泛使用的栽培稻的基因型，研究其群体的遗传变异、相关性和群体结构。Tanaka等14基于1394个具有代表性的SNP标记将日本核心地方品种进行系统发育树分析，表明日本核心的地方品种可分为两个大类和一个小类。刘克德等15用7个单拷贝探针对87份云南地方品种进行RFLP分析，研究表明云南籼稻和粳稻都有较高水平的遗传变异，其中粳稻的遗传多样性高于籼稻。崔迪16用10个核基因片段的序列分析了600份（1980年收集的332份和 2007 年收集的 268 份）云南地方品种的遗传多样性的历史变化，发现两个不同时期收集的地方品种群体的核苷酸多样性无显著差异，2007年收集的云南地方品种较好的保留了1980年群体的单倍型类型，维持了云南地方品种遗传多样性水平。刘承晨等17将111份云南元阳哈尼梯田现有栽培水稻作为试验材料，研究其遗传多样性和群体结构，表明其遗传多样性相对丰富，但有单一化趋势。Guan等18利用30对SSR多态性引物对163份粳稻选育品种进行等位基因多样性、遗传结构多样性的聚类分析，研究表明云南省育成的粳稻品种遗传多样性不够丰富，同一单位选育的品种遗传相似度较高，品种间亲缘关系与地域性存在一定的相关性，云南省丰富的粳稻资源需要进一步的挖掘利用。目前国内关于云南稻区水稻多样性的研究一直都有，然而很少有人将云南不同海拔区域的水稻品种和全基因组的芯片标记结合起来开展系统的资源多样性的研究分析，从整体上对云南地方品种开展系统性研究。本研究深入的研究云南地方资源的丰度、遗传差异及亲缘关系，以期为育种亲本的合理选配、水稻新基因的发掘以及新品种培育提供理论指导意义。1材料与方法1.1试验材料本研究采用的材料为来自于云南省48个县的地方品种，来源地海拔跨度从 92 m 的陇川县到2600 m的宁蒗县，包括124份地方品种和11份现代育成品种，均由云南省农业科学院提供（表1）。625植物遗传资源学报24 卷表1135份材料的编号、品种名、原产地、类型和海拔信息Table 1The ID，variety，origin place，type，altitude of the 135 accesses in this studyDW1DW2DW3DW4DW5DW8DW9DW10DW12DW2531DW2537DW1000DW1001DW1028DW1029DW1030DW1031DW1034DW1035DW1036DW1037DW1038DW1039DW1040DW1041DW1045DW1046DW1050DW1052DW1053DW1054DW1057DW1058DW1059DW1060DW1065DW1068DW1083DW1084DW1085DW1087DW1088DW1089DW1090DW1091DW1092DW1094DW1095云恢290/Y4-870云恢1973卢引云恢290白化B/德农205白化B/德农205Y4-873/Y4-870黑紫米/楚粳27号云粳136/楚粳27银光/楚粳27云恢290/FH669云恢290/FH669矮糯矮黄糯黄皮香饵块谷广南一号八宝谷三粒寸红谷香谷假香红皮香白香谷八月红谷广南谷黄香糯白香糯本地红谷泡竹谷大白谷大黑糯大麻蚱谷略哈土坡活略香糯高梁糯双耳朵红谷蚂蚱糯小麻渣谷冷水香紫谷香吊黄回香鸡油糯马登红谷白香糯谷黑节糯黑糯广南县广南县砚山县麻栗坡县富宁县富宁县富宁县开远市开远市开远市开远市开远市屏边县屏边县屏边县屏边县河口县金平县金平县金平县金平县绿春县绿春县绿春县绿春县建水县元阳县红河县红河县红河县富民县罗平县陆良县剑川县云龙县双柏县龙陵县现代育成品种现代育成品种现代育成品种现代育成品种现代育成品种现代育成品种现代育成品种现代育成品种现代育成品种现代育成品种现代育成品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种100010001540130065065065010501050105010501050130013001300130010001260126012601260150015001500150013002251630163016301750148018402200200011001500DW869DW870DW871DW872DW873DW874DW875DW877DW878DW879DW880DW884DW885DW886DW887DW888DW899DW900DW901DW908DW912DW913DW914DW915DW921DW922DW923DW924DW925DW938DW943DW944DW945DW946DW954DW955DW957DW964DW965DW966DW969DW970DW971DW972DW973DW974DW975DW976接骨糯班利一号鸡血谷八月糯扎那戛魔王谷黄皮软米冲腿（一）接骨糯扎拉（那）马冲傣黄瓜糯白杆红谷细蚂蚱谷早饵块鸡血糯香紫糯毫干红米寒窝电毫八宛红旱糯紫糯版纳一号南蚌稻毫香贡感毫弄早毫糯毫薅嫩毫玉棒南毫安旺毫木细毫比相毫木西毫改览毫华象（1）毫江多毫安旺灭断毫木累黄板所毫安旺灭断毫闷俩毛香糯红香谷白花皮糯白毛香谷白毛香谷大黄皮糯花皮红谷澜沧县澜沧县澜沧县澜沧县澜沧县澜沧县澜沧县西盟县西盟县西盟县西盟县普洱县墨江县墨江县墨江县墨江县景洪县景洪县景洪县西双版纳西双版纳西双版纳西双版纳西双版纳勐海县勐海县勐海县勐海县勐海县德宏州德宏州德宏州德宏州德宏州瑞丽县瑞丽县瑞丽县梁河县梁河县盈江县盈江县盈江县永德县永德县永德县永德县永德县云县地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种1050105010501050105010501050500500500500130513601360136013605005005005005005005005001700170017001700170050050050050050078078078016871687800800800101010101010101010101060编号ID品种名Variety原产地Origin类型Type海拔（m）Altitud编号ID品种名Variety原产地Origin类型Type海拔（m）Altitud6263 期邓伟等：云南水稻种质资源的遗传多样性分析DW1097DW1098DW1101DW1106DW1108DW1109DW1117DW1119DW1120DW1121DW858DW859DW860DW861DW862DW866DW867DW868DW977DW978黄心糯红心糯粑粑谷小红米大千千谷五百粒石鼓香糯老来红红米麻粘云恢290细麻线谷大香糯勐旺谷勐旺谷毛香糯帕盆毫格捞（老）大白糯露水糯大红谷龙陵县腾冲县新平县易门县盐津县威信县玉龙县宁蒗县华坪县昆明市江城县江城县江城县江城县江城县孟连县孟连县孟连县云县双江县地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种15001640180017001160123024102600116019001120112011201120112090090090010601050DW979DW980DW981DW982DW983DW984DW985DW986DW989DW990DW995DW996DW997DW998DW999DW1069DW962DW1070DW963毫糯浪毫灭罕花二早大红皮糯金包银达尔香大花糯白谷红米东粒红谷建塘早红秆蚂蚱谷高台八号冷水谷花谷三百棒毛香谷长毛香毫早号七月糯红月当耿马县耿马县镇康县镇康县文山县文山县文山县文山县马关县广南县广南县广南县广南县广南县广南县元阳县陇川县元阳县梁河县地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种地方品种1125112584084010001000100010001320100010001000100010001000225922251687表1（续）编号ID品种名Variety原产地Origin类型Type海拔（m）Altitud编号ID品种名Variety原产地Origin类型Type海拔（m）Altitud1.2试验方法1.2.1 基因组DNA提取 采用CTAB法19提取水稻叶片DNA，用紫外分光光度计法检测其质量和浓度，稀释至50 ng/L，保存于20 下备用。1.2.2 基因芯片检测 抽提DNA送到武汉双绿源创芯科技研究院进行水稻绿色基因芯片GSR40K 检测，获得全部基因分型数据后，通过筛选得到高质量基因分型位点，提取出对应数据，并补充标记的位置信息以及基因位点信息。1.3数据分析1.3.1 籼粳分型及功能基因分析 将水稻基因组按每500 kb一个bin分区，每条染色体的3末端不足500 kb的算作一个bin，共分成750个bin区段。以典型的籼稻南京11和南特，典型的粳稻Balilla、日本晴和农垦58为参照品种。在全基因组水平上利用GSR40K提取与典型籼稻一致且与典型粳稻不一致的标记数共13956个，在每一个bin区段内，利用提取的不一致的SNP标记，以Balilla的基因型为粳稻的标准单倍型，对于每个bin，当与Balilla基因型一致的标记数比例大于等于0.8，则该bin判定为粳稻区段；当与Balilla基因型不一致的标记数比例大于等于0.8，则该bin判定为籼稻区段，其他情况则判定为无法区分籼粳区段；最终利用籼粳稻区段数占总区段数的比例进行籼粳稻的区分。基因分析是利用功能标记和单倍型标记，将所测的品种基因型与标准样品的野生型和突变型的基因型进行比较，功能标记是基因内部直接引起表型性状变异的多态性SNP，与目标基因共分离。单倍型标记是针对复杂的基因序列，在基因上下游100 kb区间开发的一组SNP。1.3.2 分层聚类及群体结构分析 使用R包hclust进行分层聚类分析，并用 R 包 ggtree 作图。使用Admixture 进行群体结构分析，使用 Genome-wide Complex Trait Analysis（GCTA）工具进行主成分分析（PCA）。1.3.3 亚群之间的遗传分化分析 采用 H=1Pi2（其中Pi为第i个等位基因的频率）计算每一个变异位点在总群体的遗传多样性HT以及7个亚群体中的平均基因多样性HS，然后采用GST=1HS/HT计算籼粳群体之间的遗传分化指数15。根据GST值评估该位点在7个亚群之间的分化程度：当GST小于0.05时认为亚群间无遗传分化，GST为0.050.15时认为亚群间达到中等分化程度，GST为0.150.25时认为亚群间达到较大分化程度，GST大于0.25时认为亚群间出现高度分化，当GST为1时认为亚群间出现完全分化。1.3.4 海拔高度有明显差异的群体比较 根据分群数据，结合海拔高度，比较分析亚群间的海拔高627植物遗传资源学报24 卷度，筛选海拔高度有明显差异的两个亚群，作为候选亚群，利用基因芯片的基因型数据，筛选两个候选亚群内部同一SNP位点且基因型纯合，在挑选出的这些位点区域内比较候选亚群间基因型不一致区域，结合高度分化位点进行基因区段的信息分析。2结果与分析2.1云南地方品种和育成品种籼粳特性本研究124份地方品种地理分布如图1，大部分材料来自云南南部，海拔集中在5001000 m；极少数品种来自云南北部，海拔集中在10002600 m；有少数品种来自云南西部，海拔集中在15001900 m。在124份地方品种的基础上，增加11份现代育成品种，共计135份品种进行籼粳特性分析。针对特定的材料，排除无法区分籼稻和粳稻的区段数，籼稻区段数占总区段数的比例大于等于0.9定义为籼稻类型，占比在0.70.8范围定义为偏籼稻类型，占比在0.50.6范围定义为籼粳中间类型，占比在0.20.4定义为偏粳类型，占比小于等于0.1定义为粳稻类型（图2、表2），其他材料籼粳稻特性检测图片具体信息详见https：/doi.org/10.13430/ki.jpgr.20221014002，附图1。根据以上的分类标准，再结合地理分布，现代育成品种大部分是籼稻类型，海拔最高处对应的是粳稻类型材料，其他海拔区域的材料与籼粳类型没有明确的区分和对应关系。A：籼稻类型；B：偏籼类型；C：中间类型；D：粳稻类型；E：偏粳类型A：Indica type；B：Indica prior type；C：Intermediate type；D：Japonica type；E：Japonica prior type图2水稻籼粳特性的典型材料的芯片检测图Fig.2Chip detection diagram of typical materials with indica-japonica characteristics of rice数字表示该地方取样的数量The number indicates the number of samples taken at this place图1部分水稻材料地理分布Fig.1Geographical distribution of part rice materials6283 期邓伟等：云南水稻种质资源的遗传多样性分析表2135份材料的籼粳特性分类Table 2Classification of indica japonica characteristics of 135 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.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.9籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻DW1040DW1094DW1095DW900DW915DW986DW980DW870DW1065DW971DW977DW978DW946DW964DW999DW913DW1085DW1050DW1036DW1035DW877DW5DW979DW867DW2DW1029DW973DW981DW962DW970DW872DW880DW871DW899DW1098DW873DW866DW869DW879DW86858257457460157760257059859257655655555458560460260058958959360158459160461759859159162361764861061060062165061563260161679787882798380858583818181879090908990961071041081111291551681802233275055205215215445745485665425635034964965194985194905135074934754744734985145125105004994974944804834934884434234114002901439089797776676659530.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.80.80.80.80.80.80.80.80.70.70.70.60.50.20.10.10.10.10.10.10.10.10.1籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻偏籼偏籼偏籼偏籼偏籼偏籼偏籼偏籼偏籼偏籼偏籼中间型中间型偏粳粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻编号ID总区段数Total number sections粳稻区段数Number japonica rice sections籼稻区段数Number indica rice sections籼稻区段占比Proportion indica rice segments籼粳特性Indica japonica type编号ID总区段数Total number sections粳稻区段数Number japonica rice sections籼稻区段数Number indica rice sections籼稻区段占比Proportion indica rice segments籼粳特性Indica japonica type629植物遗传资源学报24 卷DW957DW1028DW963DW887DW996DW858DW1058DW1091DW969DW886DW985DW1120DW1037DW1059DW901DW862DW922DW2531DW989DW972DW954DW921DW1060DW943DW914DW945DW912DW995583591599595603586594599572595610607590590582581594578601599601575601596573595605607727374747573747572757777757675757775787879768080778053253451151852552152851352052450052053353051551450750651750352352152249952151649651573730.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.90.9籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻籼稻DW1097DW998DW997DW1106DW983DW1084DW984DW1117DW888DW884DW1101DW1039DW859DW1045DW1068DW878DW885DW9DW1000DW12DW10DW1119DW1046DW860DW1001DW861DW9826556576636596646696666656686666666606626636646746557216797107096736727196796026095996056156156226326306306336326326276296326336436256926556856856516516996655235325652484442373635353434333331313130292425242221201479770.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.10.1粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻粳稻表2（续）编号ID总区段数Total number sections粳稻区段数Number japonica rice sections籼稻区段数Number indica rice sections籼稻区段占比Proportion indica rice segments籼粳特性Indica japonica type编号ID总区段数Total number sections粳稻区段数Number japonica rice sections籼稻区段数Number indica rice sections籼稻区段占比Proportion indica rice segments籼粳特性Indica japonica type2.2云南地方品种具有育种价值的基因分子鉴定基因芯片GSR40K包含目前育种上常用的82个基因的功能标记和单倍型标记（表3）。可检测的功能基因包括落粒性、光修复活性、耐低温、抗病虫基因以及品质基因，分为驯化、逆境、品质等多种类型。结果表明在检测的135份材料中都含有非落粒性的基因（qSH1/sh4），含有稻瘟病抗性的品种占比为68.9%，含有白叶枯抗性品种占比接近50%，只有极个别的材料含有耐低温发芽和抗虫性状的基因，含有香味性状基因的材料仅接近1%。具体信息详见 https：/doi.org/10.13430/ki.jpgr.20221014002，附表1。2.3云南地方水稻品种的遗传关系分析2.3.1 群体遗传结构分析 基于 SNP 信息，利用hclust对135份试验材料聚类分析（图3A）表明，云南地方品种和现代育成品种遗传背景多样化，品种间的同质化现象很少。主成分分析和遗传结构分析将试验材料分为7个亚群（图3BD），第1亚群占比最大，大多分布于云南10001400 m的籼稻区，共计有37份材料，属于高杆大粒的爪哇稻类型；第3亚群多分布于云南15001700 m的海拔区域，以粳稻为主，共计有29份材料；第4亚群和第7亚群主要6303 期邓伟等：云南水稻种质资源的遗传多样性分析分布于滇南的籼稻区，以软米为主，共计有29份材料；第6亚群主要分布于滇南地区，以糯米居多，共计有15份；第2亚群和第5亚群材料遗传组成较纯合、遗传结构比较单一。现代育成品种主要分布在第3和7亚群。2.3.2 群体遗传分化分析 遗传分化指数取值范围是 1，1，最大值为1表明两个群体完全分化，负值表明这个群体无分化，群体间基因交流非常频繁。当GST值大于0.25时，表明群体高度分化。本研究利用分布全基因组的3万个左右的SNP标记，对135份材料进行遗传分化指数分析（图4），高度分化的位点数占总位点数的89.1%，完全分化的位点数占比0.09%，完全不分化（GST0.9）的位点数占比是0.08%（表4）。2.4海拔高度有明显差异的群体比较结合海拔高度的表型数据和分群数据，发现亚群2的海拔高度集中在5001120 m的区间范围内，只有一个材料DW1087的海拔高度是1630 m，可能是云南独特的地理条件导致，将此材料剔出后进行基因型分析。亚群5的海拔高度集中在16001800 m的区间，利用基因分型数据，筛选亚群内部基因型纯合且一致的位点，再比较分析亚群2和亚群5之间基因型不一致的位点，在这些基因型不一致的位点区域，重点关注与上述筛选的7个亚群间高度分化的SNP位点重叠区域，从而筛选到基因型连续有差异且位于7个亚群间高度分化的区域，该区域位于Chr06：988898210017648（表5），在网站（http：/rice.uga.edu/cgi-bin/gbrowse/rice）搜索该区域至少有18个可能与海拔高度相关的基因（表6），这些基因预测的功能是参与生理生化反应，调节细胞和机体内的活性。3讨论本研究利用分布于全基因组的约3万个SNP标记分析了云南不同海拔高度的135份水稻品种的籼粳特性，开展了具有育种价值的基因分子鉴定以及品种间遗传多样性分析。研究结果表明云南地区水稻资源多样性丰富，单个亚群的遗传结构