基于SNP芯片和混池转录组的甘蔗株高QTL定位及候选基因分析
批准号:
32101784
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
游倩
依托单位:
学科分类:
作物育种学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
游倩
中文摘要
甘蔗是世界上最重要的糖料作物和生物能源作物。株高是甘蔗最重要的产量性状之一。由于现代甘蔗栽培种的高倍性及其基因组的复杂性,鉴定株高数量性状位点(QTL)和开发关联标记辅助育种具有一定的挑战。单核苷酸多态性(SNP)芯片的开发和应用,为甘蔗遗传和基因组研究提供了一个高效、简便、可靠、和新的高通量技术手段。本项目基于前期创制的甘蔗栽培种川糖89-103和ROC22的杂交群体,通过Axiom Sugarcane100K SNP芯片技术构建杂交双亲的高密度遗传连锁图,进而定位甘蔗株高相关的QTL,再通过BSR-seq挖掘不同株高性状的差异表达基因及其他作物株高相关基因的比对,鉴定株高相关的候选基因,开发和验证与株高性状紧密连锁的分子标记。本研究将为甘蔗株高性状提供分子辅助育种标记,为甘蔗其他目标性状的定位提供参考和借鉴,以期推进甘蔗大数据的遗传基础研究,从理论成果走向实践应用,具有重要应用价值。
英文摘要
Sugarcane is an important sugar and bioenergy crop. The plant height is one of the most important yield traits for sugarcane. Due to the high polyploidy and complex genome, there are many challenges for identification of quantitative trait loci (QTLs) and development of molecular markers associated with plant height. Single nucleotide polymorphism (SNP) array technology provides an efficient, convenient and reliable high-throughput method for sugarcane genetic and genomic research. In this study, a mapping population was developed from a cross between two sugarcane cultivars, CT89-103 and ROC22. Two linkage maps of these two parents will be constructed using Axiom Sugarcane100K SNP array, for identifying QTLs related to the sugarcane plant height. Candidate genes controlling the plant height trait and located within the QTL intervals will be identified through comparative analysis between the differentially expressed genes based on BSR-seq associated with sugarcane plant height and the published plant height genes in other crops. According to the sequences of the QTL intervals and candidate genes, molecular markers will be developed and validated. Hopefully, this study will provide some insights and guidance for sugarcane breeding programs and will promote the sugarcane genetic studies from theory to practice.
甘蔗是世界上生产糖料和生物能源的重要作物,蔗糖是食品加工行业中不可替代的重要原料。株高是甘蔗最为重要的产量性状之一。与谷类作物通过降低株高增加分蘖数从而增加产量相比,甘蔗需要通过维持一定株高来保证产量和增加生物量,以满足未来生产上对单位面积产量和生物质能的要求。本研究基于2018年创建甘蔗栽培品种川糖89-103和ROC22的杂交群体,观察到杂交群体出现明显的矮化性状分离,并结合了2018年和2019年的田间株高表型调查数据。由于川糖89-103和ROC22都表现出正常的株高,而子代却出现明显的株高分离,并且连续两年矮化表型稳定,因此,认为研究群体的明显矮化是由基因引起的可遗传性状。因此,本研究通过SNP芯片技术,利用其高通量、可靠、高效的基因分型特点,对株高分离群体进行杂交,从而获得该群体的基因型数据构建连锁遗传图谱,其中ROC22连锁遗传图中包含1,766个SNP标记,映射率为87.34%,川糖89-103连锁图谱上包含658个SNP标记,其映射率为77.87%。QTL定位结果中,利GACD软件共定位出9个与矮化相关的QTL,表型变异率为5.2%~26.0%,其中有5个为主效QTL和4个“一致性”QTL。同时,通过IciMapping软件共定位出7个矮化相关的QTL,表型变异率为4.7%~19.2%,其中有4个为主效QTL和6个“一致性”QTL。通过比较两个软件鉴定出的与矮化性状相关的QTL,其中有1个“一致性”QTL(qPH2.193和qPH3)同时被GACD和IciMapping鉴定出来。通过转录组分析,获得了33个候选基因,并根据候选基因序列,开发并验证了两对可以用于检测株高是否矮化的紧密连锁InDel标记。这些株高的研究成果,将为选育优良甘蔗株高性状,实现甘蔗高产稳产的目标,奠定坚实的理论基础。同时,为甘蔗其他目标性状的定位提供参考和借鉴,以期推进甘蔗大数据的遗传基础研究,从理论成果走向实践应用,具有重要应用价值。
SmEPS1调控茄子青枯病抗性的功能研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:游倩
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依托单位:
茄子褐纹病抗性基因的精细定位及候选基因分析
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2023
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负责人:游倩
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依托单位:
国内基金
海外基金