科研产出
利用高世代转录组测序挖掘控制南方大豆皱叶症候选基因
《中国农业科学 》 2024 北大核心 CSCD
摘要：【目的】南方大豆皱叶症（southern soybean crinkle leaf disease,SSCLD）严重时可导致大豆减产40%左右，利用高世代分离群体转录组测序技术（high-generation segregating populations RNA-seq,HGRNA-seq）挖掘控制SSCLD的候选基因，为揭示SSCLD发生的分子机制提供数据支撑。【方法】以2个南方皱叶症症级差异材料及其衍生的F2:7株系为研究材料，对双亲进行重测序，对12个F2:7单株（7个皱叶，5个正常叶）进行单个样本转录组测序，利用转录组及亲本的SNP/InDel数据进行混池法定位分析，利用转录组表达量差异数据进行GO和KEGG功能注释和富集分析，并在定位区间附近开发7个KASP分子标记，利用230个F2群体构建局部连锁图谱，对转录组数据定位结果进行验证。联合基因定位和转录组分析结果，筛选控制SSCLD的候选基因。【结果】利用混池法把控制皱叶症的基因位点CL12定位在大豆第12染色体末端39 231 651—40 705 115 bp的1 473 464 bp区间内，利用F2群体将控制皱叶症的基因定位于39 743 275—40 948 295 bp的1 205 020 bp区间内，与混池法定位结果基本一致。GO注释结果显示，代谢过程包括免疫系统过程，以及对刺激的反应等，细胞组分主要与膜等相关，KEGG注释结果显示，生物系统通路中主要包括植物-病原菌互作和环境适应等通路。GO富集的表达差异基因主要同跨膜受体蛋白活性、蛋白磷酸化及信号受体活性等方面相关，KEGG富集到的最多差异表达基因（differently expressed genes,DEGs）主要在植物-病原菌互作和植物MAPK信号通路上。结合南方大豆皱叶症诱因特点，选择定位候选区间内与抗病等相关且在外显子上存在非同义突变或表达量有差异的基因作为候选基因，结合qRT-PCR验证，最终确定GLYMA＿12G223100、GLYMA＿12G223900、GLYMA＿12G224100、GLYMA＿12G231800和GLYMA＿12G233000等5个基因为控制南方大豆皱叶症的候选基因。【结论】HGRNA-seq实现了RNA-seq和BSA-seq相结合，成功挖掘了控制SSCLD的候选基因。
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基于QTL-Seq的水稻抗细菌性条斑病QTL定位
《中国水稻科学 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：【目的】发掘水稻抗细菌性条斑病新基因，丰富抗病基因资源，为水稻抗细菌性条斑病基因克隆及分子育种提供依据。【方法】以抗病材料广西普通野生稻WP1和感病品种9311及其衍生的F8:9代RIL群体为研究材料，利用QTL-Seq初定位与细菌性条斑病抗性相关的区间，之后利用QTLIciMapping4.1进行复合区间作图以验证结果并精细定位。【结果】分别在第4、8、10染色体上鉴定了一个与细菌性条斑病抗性相关的位点，复合区间作图验证了第4染色体抗细菌性条斑病QTL位点qBLS4.1，表型贡献率和LOD值分别为10.65%和5.03，并进一步将qBLS4.1精细定位在521kb的范围内。抗感亲本序列比对分析发现，在41个基因的编码区共有252个非同义突变，可能与细菌性条斑病抗性相关。【结论】通过QTL-seq分析结合复合区间作图法可以更快速高效地对水稻QTL进行定位，鉴定了一个抗细菌性条斑病性QTL新位点qBLS4.1，为水稻抗细菌性条斑病新基因鉴定与克隆奠定基础。
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基于残余杂合系的水稻显性矮秆基因的定位及KASP标记开发
《分子植物育种 》 2022 北大核心 CSCD
摘要：株高是和水稻高产、稳产密切相关的重要农艺性状,发掘可育种利用的矮秆基因有重要的应用价值.本研究利用育种残余杂合系,鉴定了一个显性矮秆基因sd9,该基因能将株高降低18 cm.近等基因系F2群体的遗传学分析显示矮秆植株与高秆植株的分离比为3∶1,表明sd9为显性矮秆基因.构建了极高单株和极矮单株两个极端表型DNA混合池.利用靶向测序基因型检测(genotyping by target sequencing,GBTS)和40 k水稻SNP检测液相芯片相结合的方法进行了DNA混合池的基因型鉴定,将sd9基因定位于第9染色体14 976 197~14 993 586 bp区间.根据该区间的SNP开发了sd9连锁的KASP标记,验证了定位结果.分子标记的单因素方差分析显示:区间内的分子标记和株高极显著相关.单个标记QTL检测LOD值为57.50,解释表型效应66.50%.利用育种残余杂合系鉴定的sd9及其KASP标记的开发,可以为水稻株型的分子育种提供可直接利用的基因资源.
关键词： 水稻 显性矮秆基因 育种残余杂合系 定位 靶向测序基因型检测
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