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KASP基因分型检测 +单倍型→种质资源鉴定

发布日期:2021-08-30 浏览次数:128

KASP基因分型检测 +单倍型→种质资源鉴定

KASP基因分型检测


Characterization of Haplotype Diversity in the BADH2 Aroma Gene and Development of a KASP基因分型检测 SNP Assay for Predicting Aroma in U.S. Rice

期刊:Rice        IF=3.912


研究背景

香气是水稻重要的品质性状,受BADH 2突变基因控制,该基因的功能突变主要由8bp的缺失引起。由于该表型分析成本和结果限制了芳香新品系的选育,现有分析方法和相关基因分型平台不足以在分子育种中大规模应用,因此选择低成本、高通量、基于SNP的KASP基因分型检测标记用于研究水稻种质的芳香表型。

材料

亚洲栽培型水稻(O. sativa):2932(≈3k)种不同品种

美国水稻种质材料:369种(包含芳香型品种)

方法

数据库:SNP-Seek database (IRIC)

2AP含量测定:气相色谱法

结果

O. sativa BADH2序列与单倍型多样性

为了确定BADH2基因的序列变异程度,本研究利用SNP-Seek数据库,其中包含了3k不同品种的亚洲栽培稻重测序信息。 在BADH2基因中共鉴定出297个SNP,检测了11种单倍型,去掉杂合且数据缺失的42个SNP,剩余255个用于BADH2单倍型的构建。Hap1是整个群体中最为常见的单倍型,其次是Hap2;且在除Hap6外、Hap3~11中,Indica和aus品种的数量均比TRJ和TEJ中多得多。Hap6在3K的基因组中比重较少,但在ARO(芳香品系)品系中占51%,且一些种质材料确实含有芳香等位基因,但在整个基因组水平上属于另一个亚群。由此假设Hap6中包含8-bp的缺失并与芳香性状相关。而对数据库的相关分类显示,在3k数据库中鉴定出128棵植株含8bp缺失,将其分类为Hap6类材料;但是有43株Hap6材料中并未检测到8-bp的缺失。

KASP基因分型检测


单倍型鉴定的KASP基因分型检测分析

从BADH2基因的255个SNPs中选择8个(SNP2~9)用来鉴定Hap6及引起芳香气味的8-bp的缺失。在BADH2基因的7908bp中可识别鉴定Hap6的SNP(SNP1),这个SNP在目标种质间具有良好的多态性。

KASP基因分型检测


BADH2性状标记的KASP基因分型检测分析验证

单倍型SNP(SNP1)可将芳香型Hap6与其它非芳香单倍型分开,并与8bp的碱基缺失连锁。从F2:F3分离群体中选择96个样本进行KASP基因分型检测基因分型,结果如下图,SNP1 (Chr 8: 20,374,951 bp)的KASP基因分型检测验证可将U.S.种质材料的芳香型与无香品系分离开,也说明此方法适用于高通量的育种应用。

KASP基因分型检测



讨论

本研究利用3k基因型数据来鉴定和验证U.S.水稻种质材料中控制香味的BADH2等位基因,且其中无任何美国芳香品种。通过使用255个基因SNPs表征在3 K基因组中发现的单倍型多样性,鉴定了可以区分所有11种单倍型的9个SNPs的子集。由于包含8-bp缺失的单倍型中有128个系,因此确定单体型6是芳香族单倍型。然后用9个单核苷酸多态性对一组美国种质进行了基因分型,以表征该组中BADH2基因的多样性。其中芳香型SNP1在目标种质中完全连锁,但并不是在所有的种子资源中都与8bp的缺失连锁,因此在育种应用前必须对目标育种种质进行验证。研究中对香味8bp缺失的KASP基因分型检测测定方法的基因分型结果不一致,功能突变常涉及indel,在对indel本身进行KASP基因分型检测检测不成功的情况下,本研究中的单倍型方法可有效地用于识别具有功能多态性的连锁不平衡中的SNP。

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