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双亲材料SNP位点分析与功能变异研究结果

时间:2023-05-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:双亲材料间获得19516个差异SNP位点,群体分析后,剔除36份不符合后期数据分析的株系。目前,尚不清楚该插入序列功能与AP2基因间的关系。因此该位点变异是否会导致功能变异还需进一步实验分析。表2-4转录组测序结果blast到参考基因组信息统计

双亲材料SNP位点分析与功能变异研究结果

1. 高密度遗传连锁图谱绘制

利用华中农业大学SNP芯片分析平台完成了212份DH群体与双亲及F1材料的甘蓝型油菜60K SNP芯片(可检测51267个SNP位点)分析。双亲材料间获得19516个差异SNP位点,群体分析后,剔除36份不符合后期数据分析的株系(非双亲基因型包含缺失超过5%的DH株系)。利用其中3644个非冗余SNP标记对176份DH群体进行分析,最终构建了包含2948个SNP标记,累计2260.90 cM的遗传连锁bin图谱(表2-1、表2-2、图2-1)。

表2-1 60K SNP芯片

图2-1 高密度SNP与SSR标记遗传连锁图谱(一)

图2-1 高密度SNP与SSR标记遗传连锁图谱(二)

表2-2 各连锁群SNP标记

2. 千粒重QTL扫描

昆明大塘子、昆明小哨、玉溪、楚雄及武汉累计完成了5个环境的DH群体及亲本千粒重数据搜集,每个环境2个种植重复。利用之前绘制的SNP遗传连锁bin图,进行千粒重QTL扫描,检测到31个千粒重QTL位点(LOD>3.0),其中tsw-BN9-1位点在6个环境下均被检测到,该位点最高可解释57%的千粒重遗传变异,加性效应值为0.644克,LOD值高达42.6,远超过目前公开报道的甘蓝型油菜千粒重QTL位点的贡献率、加性效应与LOD值(表2-3)。(www.xing528.com)

表2-3 5个环境下千粒重QTL扫描分析

3. 籽粒发育相关基因甘蓝型油菜同源基因克隆

选择6个落入千粒重QTL区间内的拟南芥籽粒发育相关基因(AP2,DA1,EOD3,TTG2,IKU1与ARF18),设计引物克隆该基因在甘蓝型油菜的全长cDNA序列,在大小籽粒亲本材料间比较测序。

AP2:大小籽粒材料AP2基因的不同拷贝间在序列上没有很显著的统一差异,比较值得关注的是10A5这条拷贝序列。10A5较其他序列明显多出两段插入序列,且插入序列富含A-T。在该插入序列两段曾设计过引物在cDNA中进行扩增,未得到预期的两条带型(仅有小片段,未有包含插入序列的大片段),对该TA克隆菌液进行再测序,插入序列还存在,非测序误差。目前,尚不清楚该插入序列功能与AP2基因间的关系。

EOD3:大小籽粒材料EOD3基因在114bp位置存在一致性差异,大籽粒为C,而小籽粒为G。此位点的差异导致甘氨酸(G)与丙氨酸(A)的氨基酸序列的差异,不过二者同为疏水性氨基酸,具有一定的功能替代性。因此该位点变异是否会导致功能变异还需进一步实验分析。

DA1,TTG2与IKU1:这三个基因在大小籽粒双亲中无一致显著性差异。

ARF18:该基因为Liu等利用图位克隆与关联分析技术精细定位并克隆了控制粒重与角果长的基因——BnARF18,发现与小粒亲本R1相比大粒亲本zy2360 BnARF18基因第7外显子(155bps)剪切丢失,导致肽链55氨基酸的缺失,影响同源二聚体的形成,致使功能缺失从而导致籽粒变大。Blast分析BnARF18发现该基因位于050097大粒亲本材料定位的主效QTL区间内,但对大小籽粒亲本材料中克隆BnARF18基因cDNA序列进行比较,没有发现该基因序列在我们的双亲材料间存在差异,推测该基因不是导致050097大粒材料籽粒变大的目标基因。

4. 大小籽粒亲本间籽粒发育转录组测序分析

2016年2月初花期,分别提取授粉后5天、12天和19天大小籽粒材料的胚珠总RNA,送公司进行转录组测序,累计获得12份样品(2份材料×2份生物学重复×3个发育时期)约48G测序数据(表2-4),依据甘蓝型油菜参考基因组获得41020条基因注释信息;依据差异倍数>2,FDR≤0.001指标,三个时期不同材料间分别检测出227、908和2555个差异表达基因;差异表达基因提交GO与KEGG数据库进行基因功能富集分析与注释,差异表达基因集于45个GO注释子类和117个KEGG代谢通路上。

表2-4 转录组测序结果blast到参考基因组信息统计

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