莲重要农艺性状的QTL定位

【作者】 王芸； 刘正位； 匡晶； 季群； 王春丽； 彭静； 刘玉平； 柯卫东；

【机构】 武汉市农业科学院蔬菜研究所；

【摘要】 莲经过长期栽培驯化分为藕莲、花莲和子莲3种类型。根状茎的膨大程度是藕莲的重要农艺性状之一,花莲的花色和花数是其重要的农艺性状。结合表型数据、基因型数据和遗传图谱,对这些农艺性状进行了QTL定位,获得与性状紧密连锁的标记,为利用分子标记辅助育种技术快速筛选目标莲材料,缩短莲育种周期提供理论依据。以根状茎不膨大、开粉红色花的花莲品种‘泰国粉红重瓣’为母本,根状茎膨大、开白色花的藕莲品种‘鄂莲5号’为父本杂交,构建F2遗传群体。将亲本及F2遗传群体子代共计165份莲材料播种,采用改良的CTAB法提取莲叶片DNA。以莲基因组(APLB00000000.1,https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/14095?genome_assembly_id=215375)为参考,通过Illumina HiSeqTM测序平台对165份莲材料进行重测序,利用HighMap软件对莲F2遗传群体开发高密度SNP,并进行高密度遗传图谱的构建。根据《莲种质资源描述规范和数据标准》的描述,调查整个花期的花色和花数;待结藕期结束后,挖取亲本及子代的地下根状茎,调查其主藕节间粗度和莲鞭粗度,应用QTL-IciMapping软件,采用CIM复合区间作图法对花色、花数及根状茎膨大(以主藕节间粗度和莲鞭粗度的比值描述)性状进行QTL定位。对亲本及F2群体基因组重测序数据进行分析,在亲本及群体间共检测到3 796 784个SNP,通过标记分型及筛选获得604 744个SNP,其中上图的SNP标记共287 309个,每条连锁群上的SNP数量不同,1号连锁群的SNP最多,为88459个,2号连锁群的SNP最少,为14736个。经过组合后,F2群体中共产生7 512个Bin,构建了由8条连锁群组成,总图距为1 263.92 cM,平均图距为0.17 cM的遗传图谱,其中6号连锁群图距最长(183.99 cM),4号连锁群图距最短(116.83 cM)。结合亲本及F2群体农艺性状的表型数据,最终定位莲花色相关QTL位点1个,位于7号连锁群,起始位置65.159 cM,终止位置66.08 cM,区间大小0.921 cM,LOD值为37.28,加性效应–0.875,显性效应–0.875,贡献率为93.44%;定位莲花数相关QTL位点1个,位于1号连锁群,起始位置34.360 cM,终止位置34.973 cM,区间大小0.613 cM,最大LOD值为43.823,加性效应4.730,显性效应–4.026,贡献率为89.30%;定位莲根状茎膨大相关QTL位点1个,位于1号连锁群,起始位置8.283 cM,终止位置8.589 cM,区间大小0.306 cM,最大LOD值为9.558,加性效应–0.307,显性效应0.111,贡献率为26.037%。更多还原