棉花是重要的經(jīng)濟作物，提供了高質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)量構成因子之一，如何在不降低其他纖維品質的前提下提高產(chǎn)量是育種家孜孜以求的目標。通過MAS輔助育種能夠直接對基因型進行選擇。基于遺傳圖譜的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MAS研究。常規(guī)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問題。利用高通量測序技術能夠對全基因組開發(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技術對包含196個子代的陸地棉RIL群體構建高密度遺傳圖譜，并結合多年多點單鈴重的表型數(shù)據(jù)進行QTL定位。同時針對QTL定位區(qū)域進行候選基因的挖掘。

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。F6:8重組自交系196個。方法：利用SLAF-seq技術構建高密度遺傳圖譜并進行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(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)Q20為82.24%，GC含量為34.47%。親本共開發(fā)SLAF標簽5.3萬個，深度分別為78.66X和102.13X。子代平均開發(fā)5萬個SLAF標簽，平均深度為14.5X?；赟LAF標簽共開發(fā)出160876個SNP，其中親本中多態(tài)性有23519個，多態(tài)率為14.62%。適合棉花作圖的SNP標記（aaxbb型）18318個，去除低質量、低深度和極顯著偏分離的標記后后剩余5521個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，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，遺傳距離1838.37個，D基因組包含標記個1971個，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）重組熱點分析發(fā)現(xiàn)26條連鎖群中，21條含有重組熱點區(qū)域，A套中9條LG含有重組熱點，D套中12條LG含有重組熱點。所有LG中，13號含有重組熱點最多，有196個。
結合多年多點的表型數(shù)據(jù)進行QTL定位，共檢測到11個不同環(huán)境下146個單鈴重的QTL位點，其中16個能在至少3個環(huán)境中重復檢測到。這16個QTLs中qBW-chr13-7能在7種環(huán)境下檢測到，包含26個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個候選基因，其中340個基因含有注釋信息，并利用GO，KEGG和KOG數(shù)據(jù)分別進行基因富集分析。為更進一步精細定位和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，所以作者進行了親自鑒定的工作，最終剩下157個正牌的F1子代；
共獲得了139,113,148個reads，其中Q值大于30以上的高質量數(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。與之對應的高質量SLAF-tag數(shù)為239,704個，其中父母本中開發(fā)的SLAF-tag數(shù)分別為201,805和206,806個，深度為19.25X和20.70X；子代中平均SLAF-tag為123,038個，平均深度為3.11X；
聚類分析后共獲得多態(tài)性的SLAF-tag132,542個，其中可成功進行二等位編碼的SLAF-tag108,004個，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濾，最終剩余4,508個多態(tài)性SLAF標記用于遺傳圖譜的構建；

遺傳圖譜構建：

結合506個SSR標記和4,508個SLAF標記，進行遺傳圖譜的構建，成功構建了珍珠蚌19條連鎖群，共含有標記4,920個，中性圖總圖距為2,713cM，平均圖距為1.81cM。雄性圖包括3,233個標記，總圖距2,561cM，雌性圖包含標記3,123個，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(shù)，圖距，分辨率均不同。SSR標記包含了506個標記，總圖距1,922.3cM，平均圖距3,99cM，大的Gap數(shù)較多，而基于SLAF-seq的圖譜在以上指標上均顯著優(yōu)于SSR標記圖譜。

QTL定位分析：

共定位到了26個和珍珠品質相關的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個殼寬QTLs，在第1和第15號連鎖群上分分別定位到1個控制殼重的QTL。第8號染色體上定位到體重相關的7個QTL，另外，作者也定位到了大量其他性狀的QTL。同時對第17號染色體上的4個和貝殼珍珠層顏色相關的QTL進行簡單的統(tǒng)計驗證。

文章亮點總結：

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，是能獲得較好結果的基礎；2.有SSR遺傳圖譜的構建，并與SLAF標記進行了整合，圖譜密度高；
3.利用遺傳圖譜定位到了大量和珍珠質量相關的QTL，相關標記可以進一步開發(fā)用于分子標記輔助育種，具有重要的經(jīng)濟價值；
4.部分QTL區(qū)域的標記進行簡單的統(tǒng)計學驗證，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.