基因分型法构建遗传图谱及品质性状位点定位

期刊：BMC Plant Biology   IF:3.497

亚麻（Linum usitatisimum L. 2n = 30）是最早使用其种子产油和茎纤维的作物之一，其种子品质性状（如油含量和α-亚油酸含量）是亚麻的数量性状，并可能受基因型和环境的影响。由于亚麻中ALA等多种物质在医药及日常中有着重要的作用，对亚麻品质性状的新品种选育至关重要。本文利用RIL群体及在不同环境下的栽培试验，通过基因分型（GBS）技术构建了高密度遗传图谱及相关性状QTL位点的定位。

材料方法

亲      本：STS，DYM   RIL群体：232个F6:7

测序平台：Illumina HiSeqTM

数 据  量：亲本STS、DYM分别为2.37G和2.35G，子代105.6G

结果分析

1.与纤维品质和产量相关性状的表型变异及其相关性

将两亲本及子代栽种于定西（104°12'E 35°17'N）张家口（114°10'E 40°57'N）固原实验场（105°48'E，35°21'N）三个地点，所有品系按照栽培标准进行两次重复。根据6个性状特征的平均值、标准差、偏斜度、峰度等进行统计分析如下表。

表 1 PAL：棕榈酸含量 STE：硬脂酸含量 OLE：油酸含量 LIN：亚油酸含量 LNA：亚麻酸含量 OIL：含油量

对六性状的相关性分析可得，各性状均大致符合正态分布，PAL与STE和LNA呈显著负相关，与LIN呈显著正相关。 STE与OLE呈显著正相关； OLE与LIN，LNA和OIL呈显著负相关。 LIN与LNA和OIL呈显著负相关； LNA与OIL呈显著正相关。

图1  RIL群体中6个性状的分布及性状之间的相关性

2.Gbs数据分析和Snp标记鉴定

将亲本和232个子代测序数据比对到亚麻参考基因组，在亲本STS和DYM中，比对率大于98％，平均深度大于34X；在232个RIL中，比对率大于98％，覆盖率大于1X的个体超过10％。

对亲本及RIL的SNP分析鉴定，在亲本STS中，共鉴定了45,720个SNP，包括37,925个纯合SNP和7,795个杂合SNP；在亲本DYM中，鉴定了51,666个SNP，包括45,231个纯合SNP和6,435个杂合SNP。

3.遗传图谱的构建与结构分析

在后代24,641个具有aa×bb基因型的标记中，筛选了覆盖率超过75％的10,045个标记用于构建遗传图谱。遗传图谱包含15个连锁群，长度为178.28 cM至28.14 cM。共有2,239个SNP标记，总遗传距离为1032.90 cM。最大的连锁群（LG）是LG1，在178.279 cM中包含528个SNP；最小的LG是LG13，在28.14 cM中包含51个SNP。 LG4上SNP标记最少，仅有43个。图谱中SNP标记的平均密度为0.46个 /cM标记，且存在两个gap（位于LG6 ，21.48 cM和LG12，31.927 cM）。

4.三种环境中种子品质相关性状的QTL定位

基于群体表型数据和遗传图谱，研究共鉴定了与六种性状相关的21个QTL位点（表4），包括2个PAL位点、4个STE位点、2个OLE位点、5个LIN位点、5个LNA位点、3个OIL位点。其中LIN位点qLIN-Group12-2（位置间隔46.81cM-48.81cM）和LNA位点qLNA-Group12-2（位置间隔46.81cM-48.81cM）在多个环境中均能检测到（能在两个及以上环境中可检测到的位点视为稳定位点），其他位点只能在单一环境中检测到。

图3  六种性状的QTL位点分布

小结

本研究采用GBS技术构建了2239个标记的高密度SNP遗传图谱，图谱的总遗传距离为1032.90 cM，每个标记的平均遗传距离为0.46 cM。在三个环境下，共确定了六个性状的21个数量性状基因座（QTL）。鉴定出一个QTL簇，其中分别包含两个针对LIN和LNA性状的QTL。尤其是可在多个环境中检测到的12号染色体上的LIN的QTL qLIN-Group12-2和LNA的QTL qLNA-Group12-2。由于性状大多受环境影响，研究设计了不同环境下的试验，并以不同环境中可鉴定到的位点作为可靠QTL位点。

相比以往标记的低密度等缺点，基因分型技术（GBS）方法高效、成本低廉、能在整个基因组中鉴定数千个SNP标记。集思慧远在分子标记的开发、遗传图谱的构建、质量/数量性状位点的定位等方面有着丰富的项目经验；课题设计，您不止一种选择！欢迎您来电咨询025-85381280,或请联系当地销售工程师。