基于高密度遗传连锁图谱的苎麻纤维细度QTL定位及优异等位基因挖掘

Ramie fiber is an important row material in textile industry. To satisfy the requirements of textile industry development, fiber fineness improvement has become a key task for ramie breeding.Marker-Assisted Selection（MAS）can speed up process of fiber fineness improvement effectively.However,so far, marker-assisted selection for fiber fineness is still stagnant because of a lack of molecular markers related to elite fineness alleles. On the base of our pre-constructed low-density genetic linkage map, high-density genetic linkage map containing more than 1000 molecular markers will be constructed through SLAF-seq technology in this study, and some QTLs related to fiber fineness will also be mapped through linkage analysis. Focused on elite fineness alleles, the core collection comprising 213 ramie accessions will be involved in association mapping for target domains including some QTLs developed in above research. This study will be expected to identify molecular markers closed to elite alleles of fiber fineness, deepening the understanding of the germplasms, and lay the foundation for molecular breeding in ramie. Additionally, the newly-constructed high-density genetic linkage map, characterized by higher dense and novel markers and DNA sequences assembled, can promote the study on marker-assisted selection, candidate gene cloning, and comparative genomics of ramie in the future.

苎麻是重要的纺织原料，为更好地满足纺织工业的要求，提高纤维细度已成为目前苎麻育种研究的重要任务。通过分子标记辅助选择可有效加速其改良进程，但目前却缺乏纤维细度及其优异等位基因连锁分子标记。因此，本研究拟在我们前期构建低密度遗传连锁图谱基础上，利用简化基因组测序（SLAF-seq）技术加密标记，构建苎麻高密度遗传连锁图谱（连锁分子标记1000个以上）；然后通过连锁分析进行纤维细度QTL定位；最后以本研究QTL定位结果作为瞄定区域，进一步在213份核心种质中进行瞄定区域关联分析，挖掘优异等位基因。本研究可明确纤维细度及其优异等位基因连锁分子标记，深化对种质资源的认识，奠定分子辅助选择育种基础。另外，构建的高密度连锁图谱具有分子标记密度高、类型新颖、有序列信息等创新技术优势，将推动苎麻分子标记辅助选择、候选基因克隆和比较基因组学研究。

苎麻是重要的纺织原料，为更好地满足纺织工业的要求，提高纤维细度已成为目前苎麻育种研究的重要任务。通过分子标记辅助选择可有效加速其改良进程，但目前却缺乏纤维细度及其优异等位基因连锁分子标记。因此，本研究利用合江青麻X中苎1号的F1群体的269个单株无性系，通过简化基因组测序（RAD-seq）技术,构建苎麻高密度遗传连锁图谱；然后通过连锁分析进行纤维细度QTL定位，然后通过对定位到的QTL位点区间，进行基因功能注释，初步筛选纤维细度候选基因。主要结果如下：.（1）构建了一张含有5796个SNP标记，14个连锁群的高密度遗传连锁图谱。通过对两个亲本和269个F1单株进行简化基因组测序，获得了38,069个原始的标记；然后对过滤后的13440个标记，利用LepMap软件，在LOD值设为15的条件下，构建了含有5796个SNP标记，14个连锁群的高密度遗传连锁图谱。该图谱平均遗传距离0.506 cM, 总长度2934cM。连锁群LG1和LG2连锁标记数目最多（572个），连锁群LG13连锁标记数目最少（271个）。.（2）获得了2个稳定的纤维细度QTL。对F1分离群体的267个单株的无性系2个纤维细度测定的基础上，结合构建的高密度遗传连锁图谱，采用MapQTL6.0的复合区间作图法（MQM mapping）的方法进行QTL定位分析。选择LOD>4.0为标准，在第一个环境检测到7个QTL，其中LG1 检测到4个，LG6检测到1个，LG8检测到2个。在第二个环境检测到9个QTL，其中LG1检测到4个，LG3检测到2个，LG4检测到2个。其中在两个环境中均发现LG1具有较多的纤维细度QTL，且稳定性高，初步推测LG1上具有纤维细度QTL簇。.（3）获得4个纤维细度候选基因。对两个环境条件下，LG1上的2个稳定的纤维细度QTL（Ecor120367，Ecor4718）进行上下游200kb的基因进行注释，结果发现， Maker00075780, Maker00075570, Maker00075734, Maker00076250这4个基因可能与纤维细度相关。.以上研究结果明确了纤维细度连锁分子标记，为其克隆以及分子辅助选择育种奠定了基础。另外，构建的高密度连锁图谱具有分子标记密度高、类型新颖、有序列信息等创新技术优势，将推动苎麻分子标记辅助选择、候选基因克隆和比较基因组学研究。