基于SLAF-seq技术的花生高密度遗传图谱构建及北方根结线虫病抗性QTL定位

Root-Knot Nematode(RKN) disease is one of main diseases affecting peanut production in China. one of effective pathways controlling RKN disease is to develop and grow RKN resistant varieties.Narrow genetic base and complex amd large genome size in cultivated peanet is a bottleneck for molecular breeding.The development of SLAF-seq(Specific Locus Amplified Fragment Sequencing) technology provide a powerful and cost-effective approach for dicovery of single nucleotide polymorphism(SNP) and construction of high-density genetic linkage map in peanut. In this project, one F2 population and one RIL(recombinant inbred line) population and one RHL(Residual Heterozygous Line) population will be developed from one cross between two mapping parents with RKN resistance and susceptiblility. SSR marker and SNP marker developed by SLAF-seq will be used to construct high-density genetic linkage map of cultivated peanut. Based on this map, fine mapping of QTLs related to RKN resistance will be carried out using RHL population.Markers closely related to RKN resistance will be identified usin BSA analysis.The results will be very helpful for mapping of genes/QTLs associated with important traits, peanut comparative genomics, marker-assisted selection for developing RKN resistant cultivar and cloning of RKN resistance gene in peanut.

根结线虫病是影响我国花生生产的主要病害之一,而培育和种植抗病品种是防治根结线虫病的有效途径之一。栽培种花生狭窄的遗传基础和复杂的基因组已经成为花生分子育种的瓶颈。特异性长度扩增片段测序技术（SLAF-seq）的出现使得花生SNP标记开发和高密度遗传连锁图的构建成为可能。本项目拟以抗/感北方根结线虫病性材料为作图亲本，构建F2群体、重组自交系（RIL）群体、剩余杂合系（RHL）群体，利用SSR标记及SLAF-seq开发的SNP标记构建花生栽培品种的高密度遗传图谱，利用RHL群体开展抗性QTL的精细定位，结合集团分离分析法（BSA）寻找与北方根结线虫病抗性基因紧密连锁的分子标记。研究结果对开展花生重要性状的基因定位或QTL分析、花生比较基因组学和分子标记辅助根结线虫病抗病育种和线虫病抗性基因的克隆均具有重要意义。

花生是我国重要的经济作物、油料作物。根结线虫病是花生生产上的一种毁灭性病害，受害花生一般减产20%~30%，严重的可达70%。本项目利用SLAF-seq技术开发的SNP标记构建了一张高密度的花生栽培种遗传图谱，结合3个环境的抗性表型（根结指数）和CIM区间作图检测到10个QTL与根结线虫病抗性相关，31个SLAF标签可能与根结线虫病抗性基因连锁，利用集团分离分析法（SUPER-BSA）获得10个SNP标记与根结线虫病抗性基因紧密连锁。研究结果对花生抗根结线虫病的分子育种、抗病基因克隆和抗病新品种选育奠定了基础。。详细结果如下：.1） 以SLAF-seq技术对来自杂交组合H22与950527的RIL重组自交系群体（2个亲本+200个子代）进行分析，获得605,631 个 SLAF 标签，亲本间有效多态性为 0.38%。利用HighMap软件构建了一张包含4837个SLAF标记、20个遗传连锁群、遗传图距为2915.46cM的分子遗传连锁图。经过计算发现基因组上的重组率约为2.06cM/Mb重组热点（≥50 cM/Mb）占基因组的4.49%，3865个候选基因位于重组热点区域附近。.2）运用SUPER-BSA法开发出亲本间表现多态的SNP标记2048个，经关联分析发现10个SNP标记与根结线虫病抗性紧密连锁；通过QTL分析获得31个候选SLAF标签，可能与根结线虫抗性相关。.3）基于2年3点的抗性表型（根结指数），利用RQTL软件的复合区间作图法（CIM）对影响抗性的QTL位点进行分析，在3个环境下共检测到10个QTL，分别位于A02、A07、A09、B02、B06、 B07和B09染色体上，单个QTL可解释表型变异的2.059~9.383%。QTL区间的注释结果表明，位于B06染色体上QTL qRN_B06.1包含一个抗性蛋白基因Araip.5P8PM，位于B02染色体上的qRN_B02.2包含一个推测的抗性蛋白基因Araip.XKW6H。