【項(xiàng)目文章】SLAF技術(shù)構(gòu)建遺傳圖譜定位四倍體棉花單鈴重性狀

研究背景

棉花是重要的經(jīng)濟(jì)作物，提供了高質(zhì)量的棉纖維用于工業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)使用。不斷增長(zhǎng)的工業(yè)需求給棉花增產(chǎn)提出了更高的要求。單鈴重是重要的產(chǎn)量構(gòu)成因子之一，如何在不降低其他纖維品質(zhì)的前提下提高產(chǎn)量是育種家孜孜以求的目標(biāo)。通過(guò)MAS輔助育種能夠直接對(duì)基因型進(jìn)行選擇?；谶z傳圖譜的QTL定位研究可以定位到相應(yīng)的功能基因或者與功能基因緊密連鎖的分子標(biāo)記，因此能極大地促進(jìn)MAS研究。常規(guī)的SSR標(biāo)記很難構(gòu)建飽和的遺傳圖譜，而利用SNP標(biāo)記則可以解決這個(gè)問(wèn)題。利用高通量測(cè)序技術(shù)能夠?qū)θ蚪M開(kāi)發(fā)SNP標(biāo)記，使高密度遺傳圖譜構(gòu)建成為可能。
本研究利用SLAF-seq技術(shù)對(duì)包含196個(gè)子代的陸地棉RIL群體構(gòu)建高密度遺傳圖譜，并結(jié)合多年多點(diǎn)單鈴重的表型數(shù)據(jù)進(jìn)行QTL定位。同時(shí)針對(duì)QTL定位區(qū)域進(jìn)行候選基因的挖掘。

材料和方法

本文親本是0-153和sGK9708，0-153纖維品質(zhì)較好，而sGK9708產(chǎn)量潛力高且適應(yīng)性廣。雙親單鈴重性狀差異極顯著。F6:8重組自交系196個(gè)。方法：利用SLAF-seq技術(shù)構(gòu)建高密度遺傳圖譜并進(jìn)行QTL定位。QTL定位軟件：Windows QTL Cartgrapher 2.5。

結(jié)果分析

共獲得443.56M reads共計(jì)87.89GB數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)Q20為82.24%，GC含量為34.47%。親本共開(kāi)發(fā)SLAF標(biāo)簽5.3萬(wàn)個(gè)，深度分別為78.66X和102.13X。子代平均開(kāi)發(fā)5萬(wàn)個(gè)SLAF標(biāo)簽，平均深度為14.5X?；赟LAF標(biāo)簽共開(kāi)發(fā)出160876個(gè)SNP，其中親本中多態(tài)性有23519個(gè)，多態(tài)率為14.62%。適合棉花作圖的SNP標(biāo)記（aaxbb型）18318個(gè)，去除低質(zhì)量、低深度和極顯著偏分離的標(biāo)記后后剩余5521個(gè)SNP用于遺傳圖譜構(gòu)建。構(gòu)建了棉花A基因組和D基因組連鎖群26個(gè)，共3259.37cM的遺傳圖譜，平均圖距0.78cM。其中A基因組包含標(biāo)記3550個(gè)，遺傳距離1838.37個(gè)，D基因組包含標(biāo)記個(gè)1971個(gè)，遺傳距離1971cM。

（1）遺傳圖與棉花物理圖譜共線性分析發(fā)現(xiàn)圖譜覆蓋度良好，絕大多數(shù)的SNP與物理圖譜的共線性良好，相對(duì)于A基因組而言，D基因組的共線性更好。

 

（2）重組熱點(diǎn)分析發(fā)現(xiàn)26條連鎖群中，21條含有重組熱點(diǎn)區(qū)域，A套中9條LG含有重組熱點(diǎn)，D套中12條LG含有重組熱點(diǎn)。所有LG中，13號(hào)含有重組熱點(diǎn)最多，有196個(gè)。
結(jié)合多年多點(diǎn)的表型數(shù)據(jù)進(jìn)行QTL定位，共檢測(cè)到11個(gè)不同環(huán)境下146個(gè)單鈴重的QTL位點(diǎn)，其中16個(gè)能在至少3個(gè)環(huán)境中重復(fù)檢測(cè)到。這16個(gè)QTLs中qBW-chr13-7能在7種環(huán)境下檢測(cè)到，包含26個(gè)SNP標(biāo)記，解釋表型變異率在6.13%-14.7%之間。結(jié)合參考基因組共鑒定出344個(gè)候選基因，其中340個(gè)基因含有注釋信息，并利用GO，KEGG和KOG數(shù)據(jù)分別進(jìn)行基因富集分析。為更進(jìn)一步精細(xì)定位和MAS育種奠定基礎(chǔ)。