背景

小麥（Triticum aestivum L.）是全球最重要的農作物之一。伊朗本地品種為全球小麥基因庫的豐富提供了重要資源，解析其基因型的多樣性對育種者來說至關重要。基因分型測序（GBS）和多樣性陣列技術（DArT）是生成單核苷酸多態性（SNP）標記的兩個重要平臺。整合來自不同基因分型平臺的分子標記數據對于全面分析小麥種質的遺傳變異至關重要。本研究的目的是整合來自GBS和DArTseq平臺的SNP標記，并利用該數據集來評估伊朗面包小麥基因型的遺傳多樣性以及檢測選擇信號。

結果

本研究通過數據插補整合了來自兩個基因分型平臺（GBS和DArTseq）的分子標記數據，從而實現對面包小麥種質遺傳多樣性的統一分析。我們首先對通過GBS基因分型的357個伊朗面包小麥樣本的缺失數據進行了插補，這一過程使通過GBS獲得的可用SNP標記數量增加了兩倍多。隨后，我們使用通過DArTseq技術基因分型的90個樣本作為參考集，對剩余基因型的標記進行了插補。這些連續的插補步驟最終得到了一個包含46,876個高質量GBS衍生SNP和3,417個高質量DArTseq衍生SNP的整合數據集。兩種標記系統獲得的結果顯示出高度互補性，有效區分了栽培品種和本地品種。此外，聚類分析將基因型劃分為三個不同的組。這些標記還被用來通過檢測高Fst值來識別自然選擇和人工選擇的特征。研究結果表明，通過SNP鑒定出的受選擇影響的基因組區域包含與DNA轉錄、細胞壁結構、蛋白質磷酸化以及對生物脅迫的防御反應相關的調控基因。這些通路在種群對環境壓力的響應中尤為重要。相比之下，與DArTseq衍生SNP標記相關的基因主要參與更通用的通路，如轉錄調控和細胞結構過程，這可能表明該系統在檢測定向選擇方面的敏感性較低。盡管如此，DArTseq衍生SNP標記在識別不同選擇特征方面的作用突顯了它們在基因組研究中的互補性。

結論

所提出的框架能夠有效整合多平臺標記數據，提高遺傳多樣性評估的準確性，并揭示小麥中的新的選擇特征。所得到的插補數據集為后續的全基因組關聯研究和基因組選擇研究奠定了基礎。