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文獻解讀

集思慧遠客戶發表《全基因組重測序定位番茄黃化曲葉病毒抗性基因》

幸运飞艇官方开户FABURIQI:2019-03-17 LIULANCISHU:508

  摘要

  番茄黃化曲葉病毒(TYLCV)對世界各地的番茄市場都產生重大的沖擊,殺蟲劑和防蟲網的使用并沒有有效的控制病原菌的侵染。番茄品系AVTO1227是一種高抗TYLCV的材料,本文利用AVTO1227和感病株系“Money maker”構建的F2和BC1群體用來評估抗病遺傳機制,并鑒定到一個和SlNACI連鎖的隱性抗病基因(ty-5)。對子代的抗、感材料分別進行基因組DNA混池并測序,在4號染色體2.22-3.19Mb區間定位到TYLCV抗病基因(ty-5)。利用定位區間標記將抗病基因進行進一步定位在標記ty5-25~ ty5-29之間,且該區間只有一個pelota基因,因此將該基因作為ty-5的候選基因。在雙親材料中pelota的啟動子區域存在兩個顛換SNP,外顯子區存在一個顛換SNP。然而在三個番茄材料中無論是否接種TYLCV,pelota均未表現出顯著的差異。


  材料方法

  抗病材料:AVTO1227(ty-5),CLN2777A(Ty-2),感病材料:Money maker,9210;AVTO1227 x Money maker(F2,F2:3),BC1(分別用抗、感親本作為輪回親本)。


  發病狀況評估:0-4級別,0:無明顯侵染癥狀,1:葉片頂端輕微泛黃,無卷曲,2:葉片泛黃,頂端卷曲,3:較大面積的葉片泛黃、卷曲,葉片生長緩慢,4:嚴重泛黃、卷曲,停止生長。

  F2混池:抗池R(27株,分類為0級),感池S(27株,分類為4級)。

  測序平臺:Illumina High-seq 2500,R池(253M clean reads),S池(239 M clean reads)。

  參考基因組:Heinz 1706。關聯分析:Δ(SNP_index), Δ(INDEL_index), ED。

  區間作圖:JOINMAP4.0,LOD≥3。


  研究結果

  1、接種番茄黃化曲葉病毒(TYLCV)后的表型比較

  五種番茄品系,兩種接種方式的TYLCV發病指數


  五種番茄品系接種TYLCV后7天和14天的病毒豐度統計(AVTO1227(ty-5)的抗病效果最好)。


  2、AVTO1227抗TYLCV基因遺傳特征


  針對F1,F2,BC1群體的抗性調查,卡法檢測結果表明AVTO1227抗病性由一個隱性抗病基因(ty-5)控制。


  3、AVTO1227抗TYLCV基因BSA分析結果


  感番茄材料間多態位點分布情況(由外到內:染色體,SNP,indel)

  抗感混池之間共鑒定到1,709,042 SNP、94,066 indel(分布不均勻)


  番茄抗黃化曲葉病毒(TYLCV)BSA關聯分析結果。a.基于SNP-index計算的ED關聯分析;b. 基于indel-index計算的ED關聯分析;c.定位區間4號染色體放大圖,紅色閾值線代表0.5%離群值。

  ED(SNP)定位區間:4號染色體2,084,876–3,198,109,ED(indel)定位區間:4號染色體2,227,907–3,198,109;綜合定位區間:2,227,907–3,198,109(4號染色體),970Kb包含129個基因。


  4、ty-5的精細定位

  關聯區域內挑選8個和表型緊密連鎖的標記在2136株的F2群體中進行定位。


  利用25個重組體最終將ty-5定位在標記ty5-25~ty5-29(14.5kb)區間;A:純合抗病,B:純合感病,H:雜合,PT:表型。


  對區間的25個重組體基因型進行一代測序驗證


  ty5-25~ty5-29(14.5kb)定位區間只有一個基因(pelota)


  5、ty-5候選基因的定量分析

  感材料在接種前后pelota表達量均無顯著差異(p=0.05)


  結論總結

  1、針對幾種抗病和感病的材料進行表型鑒定比較,挑選抗性較好且功能基因未進行定位的抗病基因構建F1,F2,BC1群體。通過對不同群體的卡方檢測分析結果表明,候選基因是一個隱性的抗病基因。

  2、利用F2群體挑選的極端抗、感池進行BSA關聯分析,最終在4號染色體2,227,907–3,198,109定位到了一個候選區間。針對定位區間開發了8個和抗病緊密連鎖的標記在2136株的F2群體中進行候選基因的精細定位。

  3、候選基因最終定位區間在ty5-25~ty5-29(14.5kb)且只有一個基因(pelota),該基因啟動子區域和外顯子上均有SNP(抗感材料間),但是qRT-PCR結果顯示并無顯著表達差異。


  參考文獻

  Application of Whole Genome Resequencing in Mapping of a Tomato Yellow Leaf Curl Virus Resistance Gene[J].Scientific Reports.2018.IF=4.122