噠噠噠~~~新年剛過去了20天，我們又有項(xiàng)目文章見刊啦…….1月16日，由大連海洋大學(xué)和百邁客合作的“SLAF-based high-density genetic map construction and QTL mapping for major economic traits in sea urchin Strongylocentrotus intermedius”在線發(fā)表在《Scientific Reports》上，具體什么事呢？圖譜君這就為您解析…….
海膽是海洋里一種古老的生物，與海星、海參是近親，據(jù)科學(xué)考證，它在地球上已有上億年的生存史。海膽生殖腺占海膽全重的8%-15%，其所含有二十碳烯酸占總脂肪酸的30%以上，可有效預(yù)防心血管疾病。本文利用SLAF測(cè)序技術(shù)，構(gòu)建了高密度遺傳圖譜，對(duì)海膽經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)QTL定位，開發(fā)分子標(biāo)記，用于后續(xù)分子標(biāo)記輔助育種。
1.材料與方法
親本：日本自繁的中間球海膽二代雄性個(gè)體(♂)；中國旅順龍王塘繁育五代以上的雌性個(gè)體(♀)
作圖群體：150個(gè)F1個(gè)體
測(cè)序：Illumina HiSeq 2500 SLAF測(cè)序
構(gòu)圖軟件：HighMap
QTL定位：MapQTL V5.0
SNP標(biāo)記檢測(cè)：高分辨熔解曲線（HRM）
2.結(jié)果與分析
研究結(jié)果：
1.SLAF測(cè)序與基因分型
選擇RsaI和HaeIII酶對(duì)基因組DNA酶切，構(gòu)建SLAF測(cè)序文庫。Illumina測(cè)序總計(jì)得到533.05 M 數(shù)據(jù)，Q30達(dá)到89.03％，GC含量為37.39％。2個(gè)親本各分別得到13355278和9550588條reads，F(xiàn)1后代平均產(chǎn)生2629599條reads。
生物信息學(xué)分析，父本產(chǎn)生249076個(gè)SLAF標(biāo)簽，母本產(chǎn)生279416個(gè)SLAF標(biāo)簽，平均深度分別為32.62×和20.53×。對(duì)于F1作圖群體，每個(gè)個(gè)體平均產(chǎn)生190361個(gè)SLAF標(biāo)簽，平均深度為8.80×。其中62772個(gè)多態(tài)性SLAF標(biāo)簽用于基因分型（圖1）。除aa×bb類36647個(gè)SLAF標(biāo)記被用于圖譜構(gòu)建，適合F1群體的后期連鎖圖譜構(gòu)建，有效多態(tài)性率為7.99％。
圖1 標(biāo)記分型
2.圖譜構(gòu)建
經(jīng)過濾，得到可用于作圖的 SLAF 標(biāo)簽 4678 個(gè)，通過兩兩標(biāo)簽間計(jì)算重組率和 MLOD 值，根據(jù) MLOD 值將標(biāo)簽分為 21 個(gè)連鎖群，最終確定上圖標(biāo)記共 4387 個(gè)，雄性圖譜全長3116.10 cM，共983個(gè)標(biāo)記，平均圖距3.24 cM。雌性圖譜全長3537.39cM，共3465個(gè)標(biāo)記，平均圖距為1.03cM。整合圖譜全長1907.21 cM，平均圖距為0.44 cM（圖2）。上圖率為 93.78%，上圖標(biāo)簽偏分離比例 2.52%。
圖2 圖譜信息
3.QTL定位
在已構(gòu)建的中間球海膽高密度遺傳圖譜基礎(chǔ)上，結(jié)合中間球海膽 21 個(gè)連鎖群的圖譜和分型數(shù)據(jù)以及性狀表型值進(jìn)行性狀關(guān)聯(lián)分析。采用MapQTL 5.0 軟件的區(qū)間作圖（IM）算法分別定位中間球海膽生長性狀（殼徑、殼高、體重、口器重、性腺濕重、干性腺率、亮黃色差、亮橙黃色差）相關(guān)的 QTL。共鑒定出33個(gè)QTL位點(diǎn)，分別位于13個(gè)不同的連鎖群。（LG1，LG2，LG3，LG4，LG5，LG6，LG7，LG10，LG12，LG14，LG15，LG17和LG20）。在LG6上，只檢測(cè)到殼高相關(guān)的QTL，可解釋17.80％的表型變異。口器重量QTL位于五個(gè)不同的LGs（LG1，LG2，LG3，LG7和LG17），最大的表型變異率解釋達(dá)到18.60％。殼徑相關(guān)QTL位于LG6，LG7，LG10，LG12，LG15和LG20，最大可解釋18.10％的表型變異率。同樣，在LG15上檢測(cè)到體重和性腺濕重主效的QTL，分別解釋了20.4％和37.2％的表型變異。所有的QTL都表明，LG15定位的頻率最多，對(duì)表型的貢獻(xiàn)率都很大，說明LG15存在控制中間球海膽生長性狀的主效 QTL 位點(diǎn)，為后期研究的重點(diǎn)。
圖3 QTL定位
4. HRM分析
HRM是一種快速，高通量和有效的鑒定SNP的方法。本文利用HRM技術(shù)對(duì)3個(gè)與生長性狀相關(guān)的 SNP 標(biāo)記在 另外3 個(gè)家系總共90個(gè)個(gè)體的分型結(jié)果進(jìn)行遺傳與多樣性評(píng)估，發(fā)現(xiàn)SNP-29（marker19255）可較好分型，且殼高、殼徑、活體重性狀的貢獻(xiàn)率均比較大，說明SNP-29與生長相關(guān)的性狀基因連鎖強(qiáng)度較大，因此后期可含有 SNP-29 標(biāo)記的優(yōu)勢(shì)基因型應(yīng)用于海膽高產(chǎn)分子標(biāo)記輔助育種。
圖4 HRM 驗(yàn)證
總結(jié)
文章到這里就結(jié)束了，總結(jié)一下：作者利用SLAF測(cè)序技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)含有21個(gè)連鎖群（LG），擁有4387個(gè)多態(tài)性特異性擴(kuò)增片段（SLAF）的高密度遺傳圖譜?；谶@個(gè)遺傳圖和表型數(shù)據(jù)，對(duì)8個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行基因定位。共鑒定出33個(gè)潛在的QTL位點(diǎn)，可以解釋9.90％–46.30％的表型變異率。且開發(fā)了多態(tài)性SNP標(biāo)記，用于后期標(biāo)記輔助育種。
關(guān)于后期，SNP標(biāo)記應(yīng)用于后期標(biāo)記輔助育種的檢測(cè)手段，圖譜君還要嘮叨下，除了HRM，還有KASP哦，它是競(jìng)爭(zhēng)性等位基因特異性PCR，基于引物末端堿基的特異匹配，在廣泛的基因組DNA樣品中（甚至是一些復(fù)雜基因組的DNA樣品），來對(duì)SNPs和特定位點(diǎn)上的InDels進(jìn)行精準(zhǔn)的雙等位基因判斷，從而進(jìn)行基因分型。可應(yīng)用于QTL精細(xì)定位（定位區(qū)間內(nèi)位點(diǎn)的驗(yàn)證，進(jìn)一步縮小區(qū)間范圍）、種子質(zhì)量控制、大樣本量的分子標(biāo)記驗(yàn)證、分子輔助育種、種子資源鑒定等工作，可以在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確判斷分子標(biāo)記類型。。。。。。。
參考文獻(xiàn)
Yaqing C, Jun D, Yuhui, et al. SLAF-based high-density genetic map construction and QTL mapping for major economic traits in sea urchin Strongylocentrotus intermediu [J]. Scientific Reports, 2018
胡思帆丨文案
許語輝 | 審核
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圖譜君重出江湖，附Springer – Aquatic Genomics（432頁）
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