The identification of grain size genes by RapMap reveals directional selection during rice domestication.
The identification of grain size genes by RapMap reveals directional selection during rice domestication.
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RapMap 鉴定粒型基因揭示水稻驯化过程中的定向选择
DOI：
10.1038/s41467-021-25961-1
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发表时间：
2021-09-28
影响因子：
16.6
通讯作者：
Li Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang J;Zhang D;Fan Y;Li C;Xu P;Li W;Sun Q;Huang X;Zhang C;Wu L;Yang H;Wang S;Su X;Li X;Song Y;Wu ME;Lian X;Li Y
克隆数量性状基因座（QTL）费时费力，阻碍了对自然变异和遗传多样性的理解。本文介绍一种利用表型差异较小的材料构建的F2梯度群体（F2 GPs）进行多QTL快速定位的方法RapMap。单位点遗传模型的共分离标准确保了RapMap中三合一框架的同时整合，即检测真实的QTL，确认其效应，并获得其近等基因系样系（NIL-LL）。我们证明了RapMap的可行性，通过克隆8个水稻籽粒大小的基因，使用15个F2 GP在三年。这些基因解释了总共75%的粒形变异。利用大量的种质资源对这些基因进行等位基因频率分析，揭示了籼稻驯化中细长籽粒的定向选择。此外，在水稻的驯化过程中，主效粒型基因被强烈选择。我们认为RapMap在作物中的应用将加速基因发现和基因组育种。
Cloning quantitative trait locus (QTL) is time consuming and laborious, which hinders the understanding of natural variation and genetic diversity. Here, we introduce RapMap, a method for rapid multi-QTL mapping by employing F2gradient populations (F2GPs) constructed by minor-phenotypic-difference accessions. The co-segregation standard of the single-locus genetic models ensures simultaneous integration of a three-in-one framework in RapMap i.e. detecting a real QTL, confirming its effect, and obtaining its near-isogenic line-like line (NIL-LL). We demonstrate the feasibility of RapMap by cloning eight rice grain-size genes using 15 F2GPs in three years. These genes explain a total of 75% of grain shape variation. Allele frequency analysis of these genes using a large germplasm collection reveals directional selection of the slender and long grains inindicarice domestication. In addition, major grain-size genes have been strongly selected during rice domestication. We think application of RapMap in crops will accelerate gene discovery and genomic breeding.
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