基于2b-RAD技术分析白化茶树品种（系）遗传多样性

doi:10.13304/j.nykjdb.2021.0621

摘要/Abstract

摘要：

为揭示白化茶树品种（系）的遗传多样性，利用简化基因组测序技术（2b-restriction site-associated DNA，2b-RAD）对23份茶树种质（20份白化，3份常绿对照）进行测序，分析其遗传多样性、亲缘关系和群体结构。结果表明，共获得576 193 750条高质量测序数据和56 498个高质量SNPs。系统发育树和主成分分析表明，23份种质可分为3个类群，类群Ⅰ为1份来自贵州的大叶种，类群Ⅱ包含来自贵州的地方种质6份，类群Ⅲ包含来自浙江的14份种质和来自安徽、福建的2份种质。基于系统发育树，3个类群的遗传多样性参数均表现为：类群Ⅰ>类群Ⅱ>类群Ⅲ，类群Ⅰ和类群Ⅱ、类群Ⅲ之间分别呈现中、高度的遗传分化水平。综上所述，白化茶树品种（系）存在中、高度的遗传分化，不同地理来源的种质间遗传分化更大，为白化茶树种质鉴定、资源利用和育种等提供了理论依据。

关键词: 白化茶树, 2b-RAD, SNP, 遗传多样性

Abstract:

To reveal the genetic diversity of albino tea cultivars （strains）， 23 tea germplasms （20 albino， 3 evergreen） were analyzed using 2b-restriction site-associated DNA （2b-RAD） sequencing. The genetic diversity， genetic relationship and population structure of 23 tea germplasms were analyzed. The results showed that 576 193 750 high-quality reads and 56 498 high-quality single nucleotide polymorphisms （SNPs） were obtained. The phylogenetic tree and principal component analysis showed that 23 tea germplasms were divided into 3 groups. GroupⅠhad 1 strain （Dayezhong） from Guizhou. Group Ⅱ had 6 germplasms originated from Guizhou local populations. GroupⅢhad 14 germplasms from Zhejiang， 2 germplasms from Anhui and Fujian， respectively. All genetic parameters of 3 groups based on the phylogenetic tree were showed group Ⅰ>groupⅡ>groupⅢ， and moderate and high genetic differentiation between group Ⅰ with groupⅡand group Ⅲ were observed， respectively. Generally， there was moderate or high genetic differentiation among albino tea cultivars （strains）， and the higher genetic differentiation was observed among germplasms from different geographical regions， which provided a theoretical basis for identification， utilization and breeding of albino tea plant （Camellia sinenis）.

Key words: albino tea plant, 2b-RAD, SNP, genetic diversity

中图分类号:

S571.1

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图/表 9

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品种（系）编号 Code of cultivar （strain）	品种（系）名称 Name of cultivar （strain）	来源 Origin	叶片大小 Leaf size	春季新梢叶色 Color of spring young shoot
T1	白叶1号 Baiye 1	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	玉白色 Jade white
T2	中黄1号 Zhonghuang 1	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	鹅黄色 Goose yellow
T3	景白2号 Jingbai 2	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	乳黄色 Creamy yellow
T4	中黄2号 Zhonghuang 2	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	葵花黄 Sunflower yellow
T5	嵊州白茶 Shengzhoubaicha	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	玉白色 Jade white
T6	安吉奶白 Anjinaibai	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	奶白色 Milky white
T7	黄金叶 Huangjinye	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	金黄色 Golden yellow
T8	中白1号 Zhongbai 1	浙江 Zhejiang	小叶 Small leaf	乳白色 Milky white
T9	黄金芽 Huangjinya	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	金黄色 Golden yellow
T10	中黄3号 Zhonghuang 3	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	嫩黄色Pastel yellow
T11	黄魁 Huangkui	安徽 Anhui	中叶 Middle leaf	金黄色 Golden yellow
T12	御金香 Yujinxiang	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	黄色 Yellow
T13	新安4号 Xinan4	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	奶白色Milky white
T14	中白2号 Zhongbai 2	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	浅白色 Light white
T15	越黄早 Yuehuangzao	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	金黄色 Golden yellow
QJY	千江月 Qianjiangyue	贵州 Guizhou	小叶 Small leaf	玉白色 Jade white
QM815	黔湄815 Qianmei 815	贵州 Guizhou	中叶 Middle leaf	黄色 Yellow
QJY2	千江月2号 Qianjiangyue 2	贵州 Guizhou	中叶 Middle leaf	金黄色 Golden yellow
STL	石苔绿 Shitailyu	贵州 Guizhou	中叶 Middle leaf	绿色 Green
TC16	苔茶16 Taicha 16	贵州 Guizhou	中叶 Middle leaf	黄色 Yellow
MTB	湄潭白 Meitanbai	贵州 Guizhou	大叶 Big leaf	玉白色 Jade white
GYL	高原绿 Gaoyuanlyu	贵州 Guizhou	中叶 Middle leaf	绿色 Green
FD	福鼎大白茶 Fudingdabaicha	福建 Fujian	中叶 Middle leaf	黄绿色 Yellow green

品种（系）编号 Code of cultivar （strain）	品种（系）名称 Name of cultivar （strain）	来源 Origin	叶片大小 Leaf size	春季新梢叶色 Color of spring young shoot
T1	白叶1号 Baiye 1	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	玉白色 Jade white
T2	中黄1号 Zhonghuang 1	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	鹅黄色 Goose yellow
T3	景白2号 Jingbai 2	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	乳黄色 Creamy yellow
T4	中黄2号 Zhonghuang 2	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	葵花黄 Sunflower yellow
T5	嵊州白茶 Shengzhoubaicha	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	玉白色 Jade white
T6	安吉奶白 Anjinaibai	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	奶白色 Milky white
T7	黄金叶 Huangjinye	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	金黄色 Golden yellow
T8	中白1号 Zhongbai 1	浙江 Zhejiang	小叶 Small leaf	乳白色 Milky white
T9	黄金芽 Huangjinya	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	金黄色 Golden yellow
T10	中黄3号 Zhonghuang 3	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	嫩黄色Pastel yellow
T11	黄魁 Huangkui	安徽 Anhui	中叶 Middle leaf	金黄色 Golden yellow
T12	御金香 Yujinxiang	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	黄色 Yellow
T13	新安4号 Xinan4	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	奶白色Milky white
T14	中白2号 Zhongbai 2	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	浅白色 Light white
T15	越黄早 Yuehuangzao	浙江 Zhejiang	中叶 Middle leaf	金黄色 Golden yellow
QJY	千江月 Qianjiangyue	贵州 Guizhou	小叶 Small leaf	玉白色 Jade white
QM815	黔湄815 Qianmei 815	贵州 Guizhou	中叶 Middle leaf	黄色 Yellow
QJY2	千江月2号 Qianjiangyue 2	贵州 Guizhou	中叶 Middle leaf	金黄色 Golden yellow
STL	石苔绿 Shitailyu	贵州 Guizhou	中叶 Middle leaf	绿色 Green
TC16	苔茶16 Taicha 16	贵州 Guizhou	中叶 Middle leaf	黄色 Yellow
MTB	湄潭白 Meitanbai	贵州 Guizhou	大叶 Big leaf	玉白色 Jade white
GYL	高原绿 Gaoyuanlyu	贵州 Guizhou	中叶 Middle leaf	绿色 Green
FD	福鼎大白茶 Fudingdabaicha	福建 Fujian	中叶 Middle leaf	黄绿色 Yellow green

品种（系）编号 Code of cultivar （strain）	原始测序数据 Raw reads	高质量测序数据 High-quality reads		唯一标签数量 Unique tags	标签深度 Tags depth
品种（系）编号 Code of cultivar （strain）	原始测序数据 Raw reads	数量Number	百分比Percent/%	唯一标签数量 Unique tags	标签深度 Tags depth
T1	25 930 331	24 209 997	93.37	193 158	13.72
T2	25 930 331	24 287 180	93.66	220 066	20.88
T3	25 930 331	24 324 938	93.81	182 693	14.12
T4	25 930 331	24 229 648	93.44	185 629	15.14
T5	25 930 331	24 112 863	92.99	202 381	14.20
T6	28 672 094	26 914 051	93.87	214 176	17.59
T7	28 672 094	26 925 303	93.91	244 521	24.23
T8	28 672 094	27 042 229	94.32	188 659	16.28
T9	28 672 094	26 905 770	93.84	191 744	15.60
T10	28 672 094	26 907 020	93.84	188 640	13.63
T11	25 617 752	23 819 329	92.98	209 723	16.83
T12	25 617 752	23 900 413	93.30	233 180	18.76
T13	25 617 752	23 946 769	93.48	167 221	13.62
T14	25 617 752	23 897 780	93.29	163 131	12.24
T15	25 617 752	23 816 243	92.97	213 559	13.17
QJY	28 059 160	26 119 037	93.09	190 092	14.57
QM815	28 059 160	26 206 494	93.40	214 296	23.32
QJY2	28 059 160	26 251 125	93.56	179 788	14.94
STL	28 059 160	26 131 028	93.13	166 609	15.46
TC16	28 059 160	26 159 918	93.23	190 833	17.05
MTB	25 031 063	23 363 836	93.34	181 332	14.18
GYL	25 031 063	23 276 200	92.99	199 756	16.00
FD	25 031 063	23 446 579	93.67	165 419	12.91
总数 Total	616 489 874	576 193 750	—	4 486 606	—
平均值 Mean	26 803 908	25 051 902	93.46	195 069	16.02

品种（系）编号 Code of cultivar （strain）	原始测序数据 Raw reads	高质量测序数据 High-quality reads		唯一标签数量 Unique tags	标签深度 Tags depth
品种（系）编号 Code of cultivar （strain）	原始测序数据 Raw reads	数量Number	百分比Percent/%	唯一标签数量 Unique tags	标签深度 Tags depth
T1	25 930 331	24 209 997	93.37	193 158	13.72
T2	25 930 331	24 287 180	93.66	220 066	20.88
T3	25 930 331	24 324 938	93.81	182 693	14.12
T4	25 930 331	24 229 648	93.44	185 629	15.14
T5	25 930 331	24 112 863	92.99	202 381	14.20
T6	28 672 094	26 914 051	93.87	214 176	17.59
T7	28 672 094	26 925 303	93.91	244 521	24.23
T8	28 672 094	27 042 229	94.32	188 659	16.28
T9	28 672 094	26 905 770	93.84	191 744	15.60
T10	28 672 094	26 907 020	93.84	188 640	13.63
T11	25 617 752	23 819 329	92.98	209 723	16.83
T12	25 617 752	23 900 413	93.30	233 180	18.76
T13	25 617 752	23 946 769	93.48	167 221	13.62
T14	25 617 752	23 897 780	93.29	163 131	12.24
T15	25 617 752	23 816 243	92.97	213 559	13.17
QJY	28 059 160	26 119 037	93.09	190 092	14.57
QM815	28 059 160	26 206 494	93.40	214 296	23.32
QJY2	28 059 160	26 251 125	93.56	179 788	14.94
STL	28 059 160	26 131 028	93.13	166 609	15.46
TC16	28 059 160	26 159 918	93.23	190 833	17.05
MTB	25 031 063	23 363 836	93.34	181 332	14.18
GYL	25 031 063	23 276 200	92.99	199 756	16.00
FD	25 031 063	23 446 579	93.67	165 419	12.91
总数 Total	616 489 874	576 193 750	—	4 486 606	—
平均值 Mean	26 803 908	25 051 902	93.46	195 069	16.02

指标Index		类群ⅠGroupⅠ	类群ⅡGroup Ⅱ	类群ⅢGroup Ⅲ
期望杂合度H_e	平均 Mean	0.088	0.064	0.058
期望杂合度H_e	变幅 Range		0.057～0.070	0.045～0.082
观测杂合度H_o	平均 Mean	0.176	0.129	0.116
观测杂合度H_o	变幅 Range		0.113～0.140	0.091～0.164
多态信息含量PIC	平均 Mean	0.066	0.048	0.044
多态信息含量PIC	变幅 Range		0.042～0.053	0.034～0.061
有效等位基因N_e	平均 Mean	1.176	1.129	1.116
有效等位基因N_e	变幅 Range		1.113～1.141	1.091～1.164
核苷酸多样性P_i	平均 Mean	0.176	0.129	0.116
核苷酸多样性P_i	变幅 Range		0.113～0.140	0.091～0.164