【成功案例】SLAF遺傳圖譜上新啦！

小編掐指一算，好久沒有和大家分享SLAF遺傳圖譜的文章了，今天，小編帶來百邁客與客戶合作發(fā)表的兩篇遺傳圖譜的成功案例，給大家嘗嘗鮮圖片

案例一：蘋果F1群體高密度遺傳圖譜的構建與相關性狀的QTL分析

合作單位：山西農業(yè)大學

發(fā)表時間：2021.09

材料與方法

群體構建：‘Y-2’（Malusdomestica）בDanxia’（Malus baccata）雜交構建的F1群體

性狀調查：株高 (PH)、樹干直徑 (TD)、總花數(shù) (TF)、分支花數(shù) (BF)

測序技術：SLAF-seq

圖譜構建：HighMap

QTL定位：mapQTL

研究結果

4個表型性狀評估

在2015-2017年，對F1群體的4個表型性狀進行了評估，其中，PH是通過用尺子測量從地面到樹冠頂部的方式來調查；TD是記錄移接處上方10cm的直徑；TF和BF是計算總花數(shù)和分支花數(shù)。此外，相關性分析顯示，PH和TD呈顯著正相關（r>0.74, p<0.01）。

SLAF測序與基因分型

對雙親和150個F1子代進行SLAF建庫測序，雙親共獲得2.28GB的數(shù)據(jù)量，每個子代獲得～554Mb的數(shù)據(jù)量，數(shù)據(jù)質控顯示～93.42%的reads質量值達到或超過Q30；親本及子代的平均測序深度分別為15.57×（母本）、16.9×（父本）和6.28×（子代），共開發(fā)出337,249個SLAF標記，其中，132,722是多態(tài)性標記，在這些多態(tài)性標記中，36,829個標記被成功分成8種基因型（(ab × cd, aa × bb, ab × cc, cc×ab, ef × eg, hk × hk, lm × ll 和 nn × np) ，由于雙親均為雜合種，進而利用除aa × bb基因型外的7種標記（16,126）用于后續(xù)的圖譜構建。

蘋果17條染色體的SLAF多態(tài)性標記分布

遺傳圖譜構建

最后，利用HighMap將5113個高質量SLAF標記用于遺傳圖譜構建，其中，雌性圖譜包含2622個SLAF標記，總圖距1666.35cM。雄性圖譜包含3033個SLAF標記，總圖距為1197.52cM。中性圖譜包含5064個SLAF標記，形成17條連鎖群，總圖距為1494.65cM，平均圖距為0.36cM。在該圖譜中，有189個SLAF標記在11個連鎖群中存在偏分離，包含112個SLAF標記的LG7標記偏分離率*高。在LG1、LG2、LG3、LG6、LG12和LG16中均未出現(xiàn)偏分離現(xiàn)象。并對以上圖譜進行了單體來源評估、熱圖評估和共線性評估，結果表明該圖譜是高質量的評估遺傳圖譜。

QTL定位

為了檢測F1群體中與4個性狀相關的位點，對其進行QTL分析。對于PH，結合3年的表型，在11號染色體上共鑒定到5個QTLs（qPH15-1, qPH16-1, qPH15-2, qPH16-2和qPH17），這些QTLs對表型變異的解釋范圍為17.20% ~ 22.40%。對于TD，共定位到6個QTLs（qTD15-1, qTD16-1, qTD17-1, qTD15-2, qTD16-2和qTD17-2），均位于11號染色體上，對表型變異解釋范圍為14.00～20.80%，PH與TD定位結果相重疊，均位于兩個QTL簇，該結果進一步證實了PH和TD在表型上呈顯著正相關。對TF，定位到2個QTLs（qTF15-1和qTF15-2），分別位于2和4號染色體上，解釋表型變異率分別為8.80%和9.20%；另外，還定位到1個BF相關的QTL qBF15，可以解釋34.80%的表型變異。qTF15-2和qBF15在4號染色體被定位到同一個染色體區(qū)間內。

‘Y-2’בDanxia’ F1群體中四種表型的QTL分析

案例二：利用R1R1 × R6R6群體進行蘋果紅肉位點的連鎖定位和QTL定位

合作單位：西北農林科技大學

發(fā)表時間：2021.09

材料與方法

群體構建：‘Fuji’（非紅肉，攜帶純合的R1R1等位基因）和‘Red3’（深紅色的果肉，攜帶純合的R6R6等位基因）構建的F1群體，包含168個單株（攜帶雜合的R1R6等位基因）；

性狀調查：采集成熟果肉進行矢車菊素半乳糖苷（cyanidin-3-galactoside）濃度測量，每株3個重復，每個重復5個果實；

測序技術：SLAF-seq

圖譜構建：Joinmap

QTL定位：MapQTL

研究結果

F1群體表型評估

矢車菊素半乳糖苷是紅果肉蘋果中的主要紅色素，作者首先對F1群體的矢車菊素半乳糖苷濃度進行測量，發(fā)現(xiàn)它們的分布傾向于低濃度的矢車菊素半乳糖苷，共有139個分離個體顯示出低水平的矢車菊素半乳糖苷濃度，并且個體之間表現(xiàn)出顯著的差異。

分離群體的SNP基因分型

SLAF測序共獲得108.49Gb的數(shù)據(jù)，Q30為94.07%，GC含量為40.32%。其中，母本的測序數(shù)據(jù)量為9.69Gb（12.92×），父本的測序數(shù)據(jù)量為9.35Gb（12.47×）；F1群體的SLAF標簽數(shù)量為152,603個，多態(tài)性SLAF標簽為120,974個；共鑒定出7,997,517個SNPs，其中，成功將8599個有效SNPs分成4種基因型（ef × eg, hk × hk, lm × ll, 和nn × np）。

蘋果遺傳圖譜構建

經過人工篩選后，有969個SNPs無法定位到連鎖群或者存在偏分離，最終有7630個SNPs用于構建遺傳圖譜。母本和父本的上圖標記分別有3903個和3925個。對于母本‘Fuji’遺傳圖譜，每個連鎖群的SNP數(shù)量范圍是為108 ~ 366個，平均為231個，每個連鎖群遺傳距離為70.17 ~ 168.23 cM，平均遺傳距離為109.14 cM；對于父本‘Red3’遺傳圖譜，各連鎖群SNP位點數(shù)為58 ~ 434個，平均為230個，各連鎖群遺傳距離為72.11 ~ 227.10 cM，平均遺傳距離為140.26 cM；‘Fuji’和‘Red3’的總圖距分別為1855和2384 cM，平均圖距分別為0.47和0.61 cM。中性圖譜共17個連鎖群，總圖距為2270.21cM，平均圖譜為0.3cM；并且該圖譜與基因組物理圖譜具有很高的共線性（各連鎖群的相關系數(shù)范圍為0.81 ~ 0.99，平均值為0.94）。

蘋果SLAF遺傳圖譜

成熟果肉中矢車菊素半乳糖苷濃度QTL鑒定

采用Kruskal-Wallis檢驗對矢車菊素半乳糖苷濃度進行QTL分析，采用區(qū)間作圖(IM)和多QTL模型(MQM)檢測潛在的QTL，閾值LOD為3.0。結果顯示，只在‘Red3’的LG16位點的頂端檢測到一個LOD值為4.49的QTL，該QTL的區(qū)間范圍為0 ~ 40.79 cM，解釋表型變異率為14.4%。此外，該QTL兩側有兩個標記，分別是marker2187260 ~ marker2173766，作者進一步調查了不同株型之間的表型差異，結果表明，最接近QTL峰的標記之一mark2175442將分離群體分為純合子ll型和雜合子lm型兩類。純合子ll型表現(xiàn)出明顯高于雜合子lm 型的矢車菊素半乳糖苷濃度。結合前人的研究，該研究結果表明，LG16頂部的QTL熱點區(qū)域可能在控制蘋果紅肉著色中發(fā)揮潛在的作用。

矢車菊素半乳糖苷濃度QTL分析

總結

遺傳圖譜作為經典的功能基因定位方法，可以用來探索不同物種的復雜性狀；上述研究基于蘋果SLAF高密度遺傳圖譜對蘋果的株高、樹干直徑、果實紅肉等性狀為蘋果的遺傳研究提供了基礎，這些結果豐富了蘋果的接穗矮化、蘋果果肉著色的育種資源。

SLAF-seq技術是百邁客研發(fā)的一種簡化基因組技術，此技術酶切方案靈活、避開重復序列、不受參考基因組的限制。SLAF-seq技術已成功應用于群體進化、圖譜構建、QTL定位和大規(guī)模群體的全基因組關聯(lián)分析等研究中，幫助科研者進行功能基因定位和分子育種。目前，此技術已在多個物種中成功實施，涵蓋作物、林木、花卉、果樹、家畜家禽、水產、昆蟲等逾百個物種，多項研究成果發(fā)表在國際雜志上。