棉花是重要的經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(jìn)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(gè)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(gè)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(diǎn)單鈴重的表型數(shù)據(jù)進(jìn)行QTL定位。同時(shí)針對QTL定位區(qū)域進(jìn)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(gè)。方法：利用SLAF-seq技術(shù)構(gòu)建高密度遺傳圖譜并進(jìn)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(jì)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(gè)，深度分別為78.66X和102.13X。子代平均開發(fā)5萬個(gè)SLAF標(biāo)簽，平均深度為14.5X?；赟LAF標(biāo)簽共開發(fā)出160876個(gè)SNP，其中親本中多態(tài)性有23519個(gè)，多態(tài)率為14.62%。適合棉花作圖的SNP標(biāo)記（aaxbb型）18318個(gè)，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(gè)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(gè)，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(gè)，遺傳距離1838.37個(gè)，D基因組包含標(biāo)記個(gè)1971個(gè)，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(diǎn)分析發(fā)現(xiàn)26條連鎖群中，21條含有重組熱點(diǎn)區(qū)域，A套中9條LG含有重組熱點(diǎn)，D套中12條LG含有重組熱點(diǎn)。所有LG中，13號含有重組熱點(diǎn)最多，有196個(gè)。
結(jié)合多年多點(diǎn)的表型數(shù)據(jù)進(jìn)行QTL定位，共檢測到11個(gè)不同環(huán)境下146個(gè)單鈴重的QTL位點(diǎn)，其中16個(gè)能在至少3個(gè)環(huán)境中重復(fù)檢測到。這16個(gè)QTLs中qBW-chr13-7能在7種環(huán)境下檢測到，包含26個(gè)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(gè)候選基因，其中340個(gè)基因含有注釋信息，并利用GO，KEGG和KOG數(shù)據(jù)分別進(jìn)行基因富集分析。為更進(jìn)一步精細(xì)定位和MAS育種奠定基礎(chǔ)。

基本測序結(jié)果分析：

在自然狀態(tài)下很難保證所有F1群體均是目標(biāo)親本的子代，所以作者進(jìn)行了親自鑒定的工作，最終剩下157個(gè)正牌的F1子代；
共獲得了139,113,148個(gè)reads，其中Q值大于30以上的高質(zhì)量數(shù)據(jù)占88.64%，GC含量為37.45%。父母本reads數(shù)分別為9,025,115和8,571,660，F(xiàn)1子代平均為773,990。與之對應(yīng)的高質(zhì)量SLAF-tag數(shù)為239,704個(gè)，其中父母本中開發(fā)的SLAF-tag數(shù)分別為201,805和206,806個(gè)，深度為19.25X和20.70X；子代中平均SLAF-tag為123,038個(gè)，平均深度為3.11X；
聚類分析后共獲得多態(tài)性的SLAF-tag132,542個(gè)，其中可成功進(jìn)行二等位編碼的SLAF-tag108,004個(gè)，選擇適合F1群體作圖的多態(tài)性標(biāo)記后，利用測序深度和完整度過濾，最終剩余4,508個(gè)多態(tài)性SLAF標(biāo)記用于遺傳圖譜的構(gòu)建；

遺傳圖譜構(gòu)建：

結(jié)合506個(gè)SSR標(biāo)記和4,508個(gè)SLAF標(biāo)記，進(jìn)行遺傳圖譜的構(gòu)建，成功構(gòu)建了珍珠蚌19條連鎖群，共含有標(biāo)記4,920個(gè)，中性圖總圖距為2,713cM，平均圖距為1.81cM。雄性圖包括3,233個(gè)標(biāo)記，總圖距2,561cM，雌性圖包含標(biāo)記3,123個(gè)，總圖距2,810cM；

圖1 珍珠蚌高密度遺傳圖譜

遺傳圖譜比較統(tǒng)計(jì)分析：

作者之前利用SSR標(biāo)記做的遺傳圖譜和利用SLAF-seq構(gòu)建的遺傳圖譜進(jìn)行了比較。兩張遺傳圖譜均構(gòu)建了珍珠蚌19條連鎖群，但是標(biāo)記數(shù)，圖距，分辨率均不同。SSR標(biāo)記包含了506個(gè)標(biāo)記，總圖距1,922.3cM，平均圖距3,99cM，大的Gap數(shù)較多，而基于SLAF-seq的圖譜在以上指標(biāo)上均顯著優(yōu)于SSR標(biāo)記圖譜。

QTL定位分析：

共定位到了26個(gè)和珍珠品質(zhì)相關(guān)的QTL，分別位于第1,4,8，14，15和17號連鎖群上，PVE范圍為8.45%-22.8%。在1號連鎖群上定位到3個(gè)殼寬QTLs，在第1和第15號連鎖群上分分別定位到1個(gè)控制殼重的QTL。第8號染色體上定位到體重相關(guān)的7個(gè)QTL，另外，作者也定位到了大量其他性狀的QTL。同時(shí)對第17號染色體上的4個(gè)和貝殼珍珠層顏色相關(guān)的QTL進(jìn)行簡單的統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證。

文章亮點(diǎn)總結(jié)：

1.材料：珍珠蚌需要生長到一定年限才能有珍珠產(chǎn)生，本文材料非常難得，是能獲得較好結(jié)果的基礎(chǔ)；2.有SSR遺傳圖譜的構(gòu)建，并與SLAF標(biāo)記進(jìn)行了整合，圖譜密度高；
3.利用遺傳圖譜定位到了大量和珍珠質(zhì)量相關(guān)的QTL，相關(guān)標(biāo)記可以進(jìn)一步開發(fā)用于分子標(biāo)記輔助育種，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；
4.部分QTL區(qū)域的標(biāo)記進(jìn)行簡單的統(tǒng)計(jì)學(xué)驗(yàn)證，使QTL定位結(jié)果的可靠性增加。
本期文獻(xiàn)解讀就到這里，提前透露下，圖譜君最近正在運(yùn)作另外一篇水產(chǎn)物種的圖譜構(gòu)建，QTL并且利用一種高（漲）逼（姿）格（勢）的方法進(jìn)行QTL驗(yàn)證的文章，敬請期待~~~

參考文獻(xiàn)：
Bai Z Y, Han X K, Liu X J, et al. Construction of a high-density genetic map and QTL mapping for pearl quality-related traits in Hyriopsis cumingii[J]. Scientific Reports, 2016, 6.