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全基因組關聯分析

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Resequencing a core collection of upland cotton identifies genomic variation and loci influencing fiber quality and yield

期刊：Nature Genetics
影響因子：25.46
发表单位：河北农业大学、中國农科院棉花研究所、諾禾致源
發表時間：2018年5月

一、研究背景

棉花是重要的經濟作物之一K8·凯发集团【China版权】官方网站登录入口，其中陸地棉（Gossypium hirsutum）是最廣泛種植的栽培品種Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6com。對陸地棉核心種質的基因組變異分析有助于有效利用這些多樣性資源熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台，進一步改善陸地棉的纖維品質login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6com，提高産量fun88·(乐天堂)中国区官网_FUN88意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!。

二、方法流程

取材

建庫

測序

分析

419份棉花核心種質

350 bp 文库

測序平台：Illumina HiSeq
測序深度：平均6.55×

1. 變異檢測
2. GWAS
3. 转录组

三、研究結果

1. 棉花核心种质的基因组变异与群体结构
研究共检测到3.7 Mb SNPsfun88·(乐天堂)中国区官网_FUN88，系统进化树、PCA和群体结构分析表明918博天堂(中国区)-官方旗舰厅K8·凯发集团【China版权】官方网站登录入口Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6com，419份棉花分为3个亚群（G1、G2、G3）fun88·(乐天堂)中国区官网_FUN88熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台K8·凯发集团【China版权】官方网站登录入口，且陆地棉栽培种总体上具有相对较低的遗传多样性龙8·long8(国际)唯一官方网站-HOME。
2. 13个纤维相关性状的全基因組關聯分析
GWAS共檢測到11026個顯著關聯的SNP、4820個相關基因意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台。轉錄組分析表明login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6com熊猫体育【体育中国】直播平台官方网站，有3089個基因有較高表達918博天堂(中国区)-官方旗舰厅，可分爲四種模式fun88·(乐天堂)中国区官网_FUN88K8·凯发集团【China版权】官方网站登录入口918博天堂(中国区)-官方旗舰厅，分別在發育起始、細胞延伸和次生壁合成階段優先表達K8·凯发集团【China版权】官方网站登录入口意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!龙8·long8(国际)唯一官方网站-HOME，另一種模式在所有或部分纖維發育階段保持高表達水平熊猫体育【体育中国】直播平台官方网站意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台。
3. 开花和纤维发育起始相关基因挖掘
25.56~25.60 Mb位点间包含两个候选基因（Gh_D03G0728 和 Gh_D03G0729）fun88·(乐天堂)中国区官网_FUN88，Gh_D03G0728 编码 COP1-互作蛋白1（CIP1）熊猫体育【体育中国】直播平台官方网站login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台fun88·(乐天堂)中国区官网_FUN88。25.21~25.22 Mb 位点包含两个候选基因（Gh_D03G0717 和 Gh_D03G0718）918博天堂(中国区)-官方旗舰厅Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6com，Gh_D03G0718 编码泛素结合酶（GhUCE）K8·凯发集团【China版权】官方网站登录入口Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6comCQ9电子·(china)唯一官方网站。基于实验验证fun88·(乐天堂)中国区官网_FUN88login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台熊猫体育【体育中国】直播平台官方网站，推测 GhCIP1 和 GhUCE 是棉花中促进开花和纤维发育起始的新基因Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6com。
4. 纤维长度、韧性和棉绒相关基因的挖掘
At10 位点内的基因 Gh_A10G1256（命名爲GhFL1）被认为是一种新的纤维延伸相关基因熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台。Dt11 区域鉴定到 GhFL2 是一種控制纖維伸長的新基因龙8·long8(国际)唯一官方网站-HOME。Gh_A07G1769 編碼基因被推斷爲控制棉花纖維強度的基因意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!。而 Gh_D02G0025 可能通過不同的激素信號通路參與纖維起始和快速伸長Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6comfun88·(乐天堂)中国区官网_FUN88，並決定棉絨量login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台。
5. 显著关联位点的驯化选择
在7383个显著关联 SNP 中918博天堂(中国区)-官方旗舰厅fun88·(乐天堂)中国区官网_FUN88login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台，有5753个优异等位基因（FEA）意昂4体育(中国)创新平台,注册畅享文化之梦!。FEA 在野生品种到早期品种的驯化过程和早期到现代品种的选择过程中都有增长fun88·(乐天堂)中国区官网_FUN88CQ9电子·(china)唯一官方网站login_杏宇·(中国官方)代理招商直营平台。这些结果表明CQ9电子·(china)唯一官方网站Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6comK8·凯发集团【China版权】官方网站登录入口，对重要经济性状的表型选择使优异等位基因被保留Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6com，并为驯化和育种提供了分子依据918博天堂(中国区)-官方旗舰厅熊猫体育【体育中国】直播平台官方网站熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台。

四、研究結論

本研究利用全基因组重測序对419份棉花核心種質的13个纤维相关性状进行 GWAS 分析龙8·long8(国际)唯一官方网站-HOME，鉴定出了与开花时间、纤维长度和纤维强度有关的新基因龙8·long8(国际)唯一官方网站-HOME，并且发现棉花驯化和育种过程中对纤维相关性状的表型选择增加了优异等位基因的频率熊猫体育【中国版权】官方网站 - 最全赛事直播平台Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6com。该研究成果将为分子标记选择和棉花遗传改良提供可靠的分子靶标CQ9电子·(china)唯一官方网站Z6尊龙旗舰厅(中国)凯时 - 人生就是搏!z6com龙8·long8(国际)唯一官方网站-HOME。