陆地棉棉籽相关性状的QTN挖掘及候选基因筛选

摘要：

[目的]挖掘控制棉籽大小性状相关的遗传位点和相关基因,为研究棉籽大小性状形成的分子机理奠定基础.[方法]以陆地棉构建的含有300个家系的重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体为研究对象,对4个环境的棉籽籽指、面积、周长、长度、宽度、长宽比、圆度 7个性状进行表型鉴定,利用液相芯片对RIL群体进行基因分型,得到的高质量单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)位点和表型数据进行全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS),挖掘控制棉籽大小相关性状的数量性状遗传位点(quantitative trait nucleotides,QTN),对数量性状遗传位点进行遗传效应分析,筛选候选基因.[结果]7个棉籽大小相关性状在4个环境中均表现为连续正态分布,且具有明显的表型变异,变异系数的范围为 1.82%—10.70%,性状的影响基本表现为基因型＞环境＞基因型×环境,适用于 GWAS分析.相关分析表明,籽指与面积、周长、长度、宽度显著相关,长宽比与圆度显著相关,表明可能存在一因多效位点.利用3VmrMLM模型进行全基因组关联分析,共定位到47个与棉籽大小性状相关的数量遗传位点.A07染色体上共定位到11个数量遗传位点,其中,A07:71993462、A07:72067994 和A07:72198802 的位点物理位置接近,在 4 个环境中稳定存在,与棉籽籽指、面积、周长、长度和宽度关.这 3 个数量遗传位点位于A07 染色体 71.99-72.87 Mb区间,标记间R2的平均值＞0.8(P＜0.001),呈现较大的连锁不平衡.遗传效应分析发现,该区段存在 2 种单倍型,在棉籽大小的相关性状中,单倍型Ⅱ与单倍型Ⅰ差异性显著,表明该位点直接影响棉籽大小性状,可用于分子标记辅助选择.利用TM-1 转录组数据对区间内的基因进行表达模式分析,发现Gh_A07G1767在棉籽发育阶段优势表达,Gh_A07G1766在棉籽发育阶段特异性表达,推测其在棉籽生长发育过程中发挥重要的作用.[结论]鉴定了47个QTN,筛选了2 个与棉籽发育相关的候选基因.

关键词：棉花、棉籽、全基因组关联分析、数量性状遗传位点、候选基因

所属期刊栏目：57

分类号：S831.2;S511;S642.2

资助基金：国家自然科学基金;农业科技创新工程;新疆维吾尔自治区自然科学基金;新疆维吾尔自治区重大科技专项计划

在线出版日期：2024-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：2901-2913,中插1-中插12