【項目文章】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)濟作物，提供了高質(zhì)量的棉纖維用于工業(yè)生產(chǎn)和人類使用。不斷增長的工業(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MAS輔助育種能夠直接對基因型進行選擇?；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)記則可以解決這個問題。利用高通量測序技術(shù)能夠?qū)θ蚪M開發(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)對包含196個子代的陸地棉RIL群體構(gòu)建高密度遺傳圖譜，并結(jié)合多年多點單鈴重的表型數(shù)據(jù)進行QTL定位。同時針對QTL定位區(qū)域進行候選基因的挖掘。

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。方法：利用SLAF-seq技術(shù)構(gòu)建高密度遺傳圖譜并進行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87.89GB數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)Q20為82.24%，GC含量為34.47%。親本共開發(fā)SLAF標(biāo)簽5.3萬個，深度分別為78.66X和102.13X。子代平均開發(fā)5萬個SLAF標(biāo)簽，平均深度為14.5X。基于SLAF標(biāo)簽共開發(fā)出160876個SNP，其中親本中多態(tài)性有23519個，多態(tài)率為14.62%。適合棉花作圖的SNP標(biāo)記（aaxbb型）18318個，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，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，遺傳距離1838.37個，D基因組包含標(biāo)記個1971個，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，相對于A基因組而言，D基因組的共線性更好。

 

（2）重組熱點分析發(fā)現(xiàn)26條連鎖群中，21條含有重組熱點區(qū)域，A套中9條LG含有重組熱點，D套中12條LG含有重組熱點。所有LG中，13號含有重組熱點最多，有196個。
結(jié)合多年多點的表型數(shù)據(jù)進行QTL定位，共檢測到11個不同環(huán)境下146個單鈴重的QTL位點，其中16個能在至少3個環(huán)境中重復(fù)檢測到。這16個QTLs中qBW-chr13-7能在7種環(huán)境下檢測到，包含26個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個候選基因，其中340個基因含有注釋信息，并利用GO，KEGG和KOG數(shù)據(jù)分別進行基因富集分析。為更進一步精細定位和MAS育種奠定基礎(chǔ)。