【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。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的功能基因或者與功能基因緊密連鎖的分子標記，因此能極大地促進MAS研究。常規(guī)的SSR標記很難構(gòu)建飽和的遺傳圖譜，而利用SNP標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標簽，平均深度為14.5X?；赟LAF標簽共開發(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標記（aaxbb型）18318個，去除低質(zhì)量、低深度和極顯著偏分離的標記后后剩余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基因組包含標記3550個，遺傳距離1838.37個，D基因組包含標記個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)。