棉花1号染色体上纤维长度QTL的精细定位及其候选基因的克隆

在前期的研究中我们利用一个在1号染色体上含有海岛棉纤维长度QTL(qFL-chr1)的渐渗系，对目标QTL进行了初步精细定位。本研究拟在前期研究基础上，通过重复的表型鉴定将目标QTL精细、精确定位；然后进一步构建回交群体，通过前景选择与背景选择获得遗传背景相似度在99%以上且纤维长度明显优于轮回亲本的单QTL近等基因系；用RNA-Seq技术将单QTL近等基因系与轮回亲本进行转录组分析，获得差异表达基因；用单QTL近等基因系与轮回亲本构建一个F2小群体，进行pQTL与eQTL作图，获得与纤维伸长相关的候选基因。通过本研究，不但可以精细定位该纤维长度QTL，为标记辅助选择提供紧密连锁的标记；而且用所获得的单QTL近等基因系结合遗传基因组学研究手段，克隆与纤维伸长相关的候选基因，探索在复杂的基因组中克隆QTL的新途径。

将海岛棉的优质纤维基因渐渗进陆地棉遗传背景中，培育优质、高产的陆地棉品种一直是棉花育种者的研究方向。前期的研究通过AB-QTL作图方法，在1号染色体上鉴定了一个增效基因来源于海岛棉Pima S-6的纤维长度QTL（qFL-chr1），该QTL解释的表型变异较高（12-24%），而且在多个群体中能检测到。本研究在前期对qFL-chr1初步定位的基础上，利用含有纤维长度QTL（qFL-chr1）的渐渗系R01-40-08与轮回亲本Tamcot2111构建一个大的F2群体。对该F2群体分离数据进行连锁分析，获得了目标QTL区域高密度遗传连锁图谱，该图谱共13.1cM，标记平均间距离为0.6cM。进一步利用432个重组个体通过置换作图将qFL-chr1位于1.0cM的标记区间MUSS084-CIR018之间。从F3家系中选择在标记区间NAU3384-CGR5144之间含有不同Pima S-6渐渗片段的重组个体进一步回交自交并进行基因型检测，根据目标QTL区间高遗传相似度单片段渐渗系的鉴定结果，将qFL-chr1进一步定位于标记MUSS422 -CIR018之间（0.9cM）。同时获得遗传背景相似度在99％以上且纤维长度明显优于轮回亲本的单QTL近等基因系多个。用RNA-Seq技术将单QTL近等基因系与轮回亲本进行转录组分析，获得差异表达基因。利用雷蒙德氏棉基因组数据，该区间共预测到119个基因，根据注释结果，有14个基因可能与纤维发育相关。进一步用单QTL近等基因系与轮回亲本构建一个小的F2群体，进行pQTL与eQTL分析；同时对基因的表达与纤维长度进行了相关性分析，编码sugar transport protein 14-like的基因Gorai.002G123900.1在10DPA时的表达量与纤维长度显著相关。