药用扁豆分子遗传连锁图谱的构建及其主要农艺性状QTL

来源 :河南工业大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:king20051400
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扁豆(Lablab purpureus Sweet)系豆科、扁豆属,是一种既可食用又可药用的植物,自古代传入中国,分布广泛。白扁豆为常用中药材,《本草纲目》记载:补五脏、治呕逆;久服头不白、行风气、治女子带下;解酒毒、海豚鱼毒;止泄痢,消暑,暖脾胃,除湿热,止消渴。目前,扁豆的分子生物学研究尚处于初级阶段,对药用白扁豆图谱构建及定位方面的研究未见报道。本实验利用药用白扁豆(简称W)及其突变体豫脆扁1号(简称R)为亲本材料,以W×R的143个F2单株为作图群体,利用SLAF-seq构建遗传连锁图谱;根据豫脆扁1号的转录组数据信息,设计开发新的Indel标记,对SLAF图谱进行标记加密,并对上图标记进行功能注释;调查F2的茎秆颜色、叶节色、花萼色、花色、荚色素、荚大小、荚脆度、角弯直、籽粒色、荚长度、荚宽度、薄边厚度、厚边厚度、总重量、荚净重、籽粒重量和荚干重等17个性状,并利用WinQTLCart2.5软件对17个性状进行QTL定位。主要结果如下:1、利用SLAF-seq技术,对白扁豆F2群体143个单株进行高通量测序,鉴定SNP,利用SNP数据构建扁豆高密度遗传图谱,图谱包含2193个SLAF标记位点,11个连锁群,全长1414.18cM,平均间距0.75cM。2、将上图标记与扁豆转录组的Unigene进行比对,成功注释914个有功能性的标记基因。3、根据转录组测序数据对SLAF图谱进行加密,筛选出80对Indel标记,新增28个Indel标记,使图谱平均图距由原来的0.75cM缩小至0.6cM。4、对药用白扁豆17个性状进行QTL定位,共检测出29个QTL,分布在7个连锁群的25个标记区域内。单个性状检测出QTL的数目为1-3个,单个QTL可解释表型贡献率为1.46%-36.39%,其中主效QTL 25个,涵盖所有性状,表型变异量为10.05%-36.39%。花萼色、花色、荚色素、荚宽度、薄边厚度、厚边厚度、荚净重和荚干重等8个性状分别检测到单一的主效QTL;叶节色、荚大小、荚脆度、籽粒色、荚长度和籽粒重等6个性状均有2个QTL,茎秆颜色、角弯直和总重等3个性状检测到的QTL均为3个。5、17个性状所涵盖的29个QTL标记区域内共有161个分子标记,其中46个标记是利用豫脆扁1号转录组信息进行功能注释的标记,值得一提的是位于第7连锁群上的Marker110224处于茎秆颜色和豆荚大小重叠的主效QTL区间,为分子伴侣,用于翻译后修饰;位于第4连锁群上的Marker12680处于花色和籽粒色重叠的主效QTL区间,是类似于烟草和菜豆基因组中的植物蛋白转位酶。
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