HorticRes辣椒RIL群体的
2022/7/14 来源:不详『点击免费订阅《园艺研究》电子刊』
辣椒作为一种重要的全球性蔬菜,在形态、营养、色泽、风味和产量等方面具有明显的多样性。尽管目前在数量性状位点(QTL)和影响这些性状的基因的鉴定方面已经做了大量的工作,但是小群体规模的有效组合事件限制了分子标记辅助育种和基于图位克隆的高置信度QTL定位。随着组学技术的发展,结合多组学的分析方法为分子标记辅助育种和提高对候选基因及其分子调控机制的理解提供了有力的工具。
近日,HorticultureResearch上线了(AdvanceAccess)湖南农业大学园艺学院蔬菜系欧立军教授研究团队题为Transcriptome-andproteome-wideAssociationofRealIsogenicLinePopulationsIdentifiedTwelveCoreQTLsforfourfruittraitsinpepper(CapsicumannuumL.)的研究论文。
本研究通过将一个晚熟的单生朝天椒‘16L’和一个晚熟的甜椒‘16L15’杂交构建了一个包括个单株的高代重组自交系群体并调查统计果色、果长、果宽和果重四个重要的果实性状。结果表明,这四个性状在独立的株系之间差异很大,根据相关分析发现果宽与果重呈显著正相关,与果长呈显著负相关。
对个RIL群体后代果实的RNA-seq分析和SNP标记开发获得了个高质量标记,并将其划分为12条染色体的12个连锁群。通过这些高质量SNP标记构建了一个总遗传距离为cM,相邻SNP位点间平均距离为0.73cM的辣椒高密度遗传连锁图谱。进一步利用高密度连锁图谱和RIL群体4个性状的表型数据进行全基因组QTL分析筛选出4个果实性状的12个核心QTL(1个果色QTL、2个果长QTL、4个果宽QTL和5个果重QTL)。
转录组和蛋白组联合多组学分析发现有37个基因与所有4个性状显著相关,对每个性状上重叠基因的比较则发现果色、果宽、果长和果重中分别有2、21、15和42个重叠基因。除了PWAS和TWAS外,还通过代谢途径分析成功定位了辣椒果实颜色基因capsanthin/capsorubinsynthase(CCS)。结合PWAS和TWAS的结果,进一步挖掘出位于类胡萝卜素合成途径上游的1-deoxyy-d-xylulose5-phosphatereductoisomerase(DXR)和phytenedeaturase(PDS),这两个基因可能在辣椒果实颜色调控中发挥重要作用。
本研究通过对辣椒RIL群体进行QTL定位,并利用转录组和蛋白组数据对辣椒性状进行关联分析,获得了辣椒果色、果宽、果长和果重性状的12个重要QTL和80个性状显著相关的基因,获得的QTLs将为今后不同市场类型的杂交辣椒育种提供重要参考。
Figure1.Transcriptome-andProteome-wideassociationofRealIsogenicLinepopulations.
湖南农业大学园艺学院欧立军研究员为该论文通讯作者,青年教师刘周斌为第一作者。本研究得到湖南农业大学辣椒团队邹学校院士的大力支持,并获得国家自然科学基金项目(U19A)和湖南省重点研发项目(NK)的资助。
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