棉花是重要的經(jīng)濟作物，提供了高質(zhì)量的棉纖維用于工業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)使用。不斷增長(cháng)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。通過(guò)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的功能基因或者與功能基因緊密連鎖的分子標記，因此能極大地促進(jìn)MAS研究。常規的SSR標記很難構建飽和的遺傳圖譜，而利用SNP標記則可以解決這個(gè)問(wèn)題。利用高通量測序技術(shù)能夠對全基因組開(kāi)發(fā)SNP標記，使高密度遺傳圖譜構建成為可能。
本研究利用SLAF-seq技術(shù)對包含196個(gè)子代的陸地棉RIL群體構建高密度遺傳圖譜，并結合多年多點(diǎn)單鈴重的表型數據進(jìn)行QTL定位。同時(shí)針對QTL定位區域進(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)量潛力高且適應性廣。雙親單鈴重性狀差異極顯著(zhù)。F6:8重組自交系196個(gè)。方法：利用SLAF-seq技術(shù)構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。

結果分析

共獲得443.56M reads共計87.89GB數據。數據Q20為82.24%，GC含量為34.47%。親本共開(kāi)發(fā)SLAF標簽5.3萬(wàn)個(gè)，深度分別為78.66X和102.13X。子代平均開(kāi)發(fā)5萬(wàn)個(gè)SLAF標簽，平均深度為14.5X?；赟LAF標簽共開(kāi)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標記（aaxbb型）18318個(gè)，去除低質(zhì)量、低深度和極顯著(zhù)偏分離的標記后后剩余5521個(gè)SNP用于遺傳圖譜構建。構建了棉花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基因組包含標記3550個(gè)，遺傳距離1838.37個(gè)，D基因組包含標記個(gè)1971個(gè)，遺傳距離1971cM。

（1）遺傳圖與棉花物理圖譜共線(xiàn)性分析發(fā)現圖譜覆蓋度良好，絕大多數的SNP與物理圖譜的共線(xiàn)性良好，相對于A(yíng)基因組而言，D基因組的共線(xiàn)性更好。

（2）重組熱點(diǎn)分析發(fā)現26條連鎖群中，21條含有重組熱點(diǎn)區域，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)。
結合多年多點(diǎn)的表型數據進(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標記，解釋表型變異率在6.13%-14.7%之間。結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數據分別進(jìn)行基因富集分析。為更進(jìn)一步精細定位和MAS育種奠定基礎。

基本測序結果分析：

在自然狀態(tài)下很難保證所有F1群體均是目標親本的子代，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)量數據占88.64%，GC含量為37.45%。父母本reads數分別為9,025,115和8,571,660，F1子代平均為773,990。與之對應的高質(zhì)量SLAF-tag數為239,704個(gè)，其中父母本中開(kāi)發(fā)的SLAF-tag數分別為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(lèi)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)性標記后，利用測序深度和完整度過(guò)濾，最終剩余4,508個(gè)多態(tài)性SLAF標記用于遺傳圖譜的構建；

遺傳圖譜構建：

結合506個(gè)SSR標記和4,508個(gè)SLAF標記，進(jìn)行遺傳圖譜的構建，成功構建了珍珠蚌19條連鎖群，共含有標記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)標記，總圖距2,561cM，雌性圖包含標記3,123個(gè)，總圖距2,810cM；

圖1 珍珠蚌高密度遺傳圖譜

遺傳圖譜比較統計分析：

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

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(jiǎn)單的統計驗證。

文章亮點(diǎn)總結：

1.材料：珍珠蚌需要生長(cháng)到一定年限才能有珍珠產(chǎn)生，本文材料非常難得，是能獲得較好結果的基礎；2.有SSR遺傳圖譜的構建，并與SLAF標記進(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)標記可以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)用于分子標記輔助育種，具有重要的經(jīng)濟價(jià)值；
4.部分QTL區域的標記進(jìn)行簡(jiǎn)單的統計學(xué)驗證，使QTL定位結果的可靠性增加。
本期文獻解讀就到這里，提前透露下，圖譜君最近正在運作另外一篇水產(chǎn)物種的圖譜構建，QTL并且利用一種高（漲）逼（姿）格（勢）的方法進(jìn)行QTL驗證的文章，敬請期待~~~

參考文獻：
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.