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文献解读

集思慧远客户发表《野生西瓜抗枯萎病基因精细定位及候选基因挑选》

发布日期:2019-09-05 浏览次数:298

期刊:Plant Disease

IF=3.583


摘要


       蔓枯病(GSB)是由真菌Stagonosporopsis cucurbitacearum引起的,在炎热潮湿地区对西瓜是一种破坏性的叶面病害。野生西瓜种质PI 189225是一种已知的抗蔓枯病的资源,利用该资源与另一种感病材料K3杂交获得F2分离群体,利用F2分离出的F3家系接种单一S. cucurbitacearum菌株(JS002)进行抗病基因定位分析。遗传分析结果表明PI 189225的抗性是由一个主效QTL控制,命名为Qgsb8.1。利用BSA-seq策略将该QTL锁定在8号染色体的5.7Mb区间,进一步通过开发区间的KASP标记结合QTL遗传连锁分析将Qgsb8.1精细定位到标记KASP_JS9383-KASP_JS9168(571.27kb)之间。该区间对应西瓜参考基因组共有19个基因,其中两个是抗病基因的同源基因:Cla001017 (CC-NBS-LRR resistance protein),Cla001019 (pathogenesis-related)。RT-qPCR结果表明两个基因在接种真菌后均表现差异表达,说明这两个基因对蔓枯病的抗性有重要作用。这些结果能够进一步促进Qgsb8.1的精细定位及最终克隆,连锁标记对于西瓜的分子辅助选择育种也具有重要的作用。


材料方法


       1、定位群体:PI 189225 x K3,F2(264),F2:3(211);F2:3接种10天后调查发病情况,定级0-9。

      2、建库测序策略:12株纯合抗、感F2单株分别混池,Illumina HiSeqTM 2500,参考基因组watermelon (97103 v1)。

       3、连锁图构建及QTL分析:QTL IciMapping V3.2。qRT-PCR:LightCycler® 480 II。


研究结果


1.PI 189225蔓枯病抗性遗传分析


       F2:3发病指数统计符合正态分布,且只有一个峰值出现。两个环境下测的双亲、F1以及F2:3的发表指数间相关性r=0.92,表明测量结果一致性很好。



2.重测序数据统计及候选区间鉴定



       QTL锁定在8号染色体的5.7Mb(10,358,659-16,101,517)区间,红色阈值线是99%Δ(SNP_index) values。


3.利用KASP基因分型策略对挑选的SNP进行验证



       在BSA初定位区间挑选52个SNP设计KASP探针,最终获得12个可用标记;利用12对KASP标记构建的区间连锁图结合2016年春、秋两季的表型数据将Qgsb8.1均定位在KASP_JS9383-KASP_JS9168(571.27kb)之间,能解释的表型变异32.42%(2016春)、31.54%(2016秋),加性效应分别是-10.7和-11.6。表明增效等位基因来自抗病供体PI 189225。



       定位区间共19个基因,功能注释和同源基因分型结果表明Cla001017 (CC-NBS-LRR resistance protein),Cla001019 (pathogenesis-related)是两个抗病同源基因。


4.候选基因qRT-PCR分析


       Cla001017接种前在K3中表达量更高,接种后6小时PI189225中表达显著上调,12和24小时之后表达量下调。Cla001019在接种前和接种6、12h均在PI189225中表达量更高。这两个基因均可作为蔓枯病抗病候选基因。


总结