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?棉花遗传改良团队构建高精度陆地棉与毛棉种间图谱,解析种间杂交衰退机制
发布时间:2021-05-04

202151日,Genomics杂志在线刊发了棉花遗传改良团队题为Gossypium tomentosum genome and interspecific ultra-dense genetic maps reveal genomic structures, recombination landscape and flowering depression in cotton”的研究论文。本研究组装了四倍体棉花野生种毛棉的高质量参考基因组,并构建了两个超高密度种间遗传图谱,对棉花重要性状的进行了定位和解析,为更好地了解棉花种间杂交与重组,利用棉花野生种质的宝贵基因资源奠定了基础。

目前,棉花主要是利用海岛棉来改良陆地棉。毛棉,作为棉花野生种质,是现代棉花遗传改良的重要基因来源。为了更深入的挖掘和利用毛棉的优异性状,我们整合PacBio RSIIHi-C技术,组装了毛棉的参考基因组。对毛棉和陆地棉鄂棉22的种间F2群体(EMF2)进行重测序,构建了一个包含4,047,199SNPs、4120个重组bins,且遗传图谱长度为4126.36 cM的毛陆种间高密度遗传图谱。同时,利用前人研究中的海岛棉和陆地棉F2群体(GHF2Wang et al., 2015),构建了一个包含6,009,681SNPs、4599个重组bins,且遗传图谱长度为4966.72 cM的海陆种间高密度遗传图谱。利用两个高密度遗传图谱,分析两者重组差异,发现GHF2EMF2的重组率高。为了进一步研究影响重组的机制,挖掘候选基因,以每个材料的交换数为表型,进行QTL定位。在两个F2群体共检测到60QTLs,其中EMF222个,GHF238个。根据基因组注释,在GHF2EMF2中分别预测Gh_MRE11Gh_FIGL1为候选基因。在EMF2群体中,我们发现了杂交后代不育的现象,结合全基因组重测序和群体分离分析(WGRS-BSA),鉴定出13个杂交衰退的QTLs,根据同源比对和基因组注释,将Gh_AGL18作为一个重要候选基因,其属于MADS-box转录因子一类,与成花转变相关。该研究对于毛棉与陆地棉的种间杂交改良陆地棉有重要指导意义。

yzc亚洲城官网平台作物遗传改良国家重点实验室已毕业博士生沈超(现为广东石油化工学院教师)为该论文的第一作者,林忠旭教授为该论文的通讯作者,王茂军教授为本研究提供了毛棉的Hi-C数据,张献龙教授为本研究提供了经费支持。

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888754321001695

EMF2GHF2群体间遗传变异


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