2018-08-08
近期，派森諾生物與(yu)(yu)南京農業大學(xue)合作，在Theoretical and Applied Genetics上發(fa)表了黃(huang)瓜白粉病與(yu)(yu)霜(shuang)霉(mei)病通過BSA方(fang)法基因(yin)定位的文章。
研究背景
霜霉病(bing)（DM）和白粉病(bing)（PM）是黃(huang)瓜中(zhong)常見(jian)也具破壞力的兩種葉病(bing)，嚴重影響著黃(huang)瓜的(de)質(zhi)量(liang)和產量(liang)。培育(yu)對(dui)DM和PM具(ju)有(you)高抗性(xing)的新品(pin)種是控制黃瓜育種中(zhong)DM和(he)PM疾病(bing)的(de)經濟也(ye)是對環境友(you)好(hao)的(de)方法。
IL52，一個由黃(huang)瓜與野(ye)生(sheng)黃(huang)瓜Cucumis hystrix Chakr雜交衍生(sheng)的漸滲系品種(zhong)，被證(zheng)實是同時對霜霉病和白粉病都(dou)具有高抗(kang)性的新型黃(huang)瓜種(zhong)質(zhi)。
BSA(bulked segregant analysis)方(fang)法作為一種(zhong)快速鑒定QTL/基(ji)因的(de)有(you)效策略，近(jin)年來被廣(guang)泛應用(yong)。本文中，作者(zhe)結合(he)傳統基(ji)因定位方(fang)法和(he)BSA法，利用(yong)155個F6代(dai)重組(zu)自交(jiao)系個體，定位了(le)IL52的(de)霜霉病(bing)與白粉病(bing)抗性候選基(ji)因，并揭示了(le)兩者(zhe)之間的(de)連鎖(suo)關系。
研究材料(liao)
研究結果
1、 結合BSA方(fang)法和(he)傳(chuan)統QTL方(fang)法定位黃瓜白粉病(PM)基因
從(cong)155個RILS中選取16株抗病(bing)，20株感病(bing)材料混(hun)池測序后，做BSA定(ding)位(wei)分析(xi)，結果定(ding)位(wei)到5號染(ran)色體23.21-25.70 Mb的2.49M區間內(nei)(nei)，區間內(nei)(nei)包含(han)27個△SNPindex = 1的SNP位(wei)點，其中非同義(yi)突(tu)變位(wei)點3個，3’UTR位(wei)點1個，分布(bu)在4個基因上。
通過連鎖圖譜和RILS表型(xing)數(shu)據，PM基(ji)(ji)因(yin)被定(ding)位在InDel73 (23.68 Mb) 和InDel82 (24.94 Mb)之(zhi)間，與BSA結果相(xiang)符。后(hou)基(ji)(ji)于(yu)BSA結果開(kai)發(fa)的Indel、SNP、SSR分(fen)子標記與193個F2個體(ti)表型(xing)綜(zong)合(he)分(fen)析，pm基(ji)(ji)因(yin)被定(ding)位到17ID185和17ID211之(zhi)間, 遺傳距離 0.5 cM，物理(li)距離468 kb (24,550,703-25,018,946 bp)，區(qu)間內包含3個基(ji)(ji)因(yin)。同時(shi)發(fa)現基(ji)(ji)因(yin)Csa5M622830.1的3’UTR上的 SNP6，與PM連鎖。
2、結合BSA方法和傳統QTL方法定位黃瓜霜霉病(DM)基因
利用3年的QTL數(shu)據(ju)定(ding)位(wei)(wei)(wei)得到6個(ge)(ge)候(hou)選位(wei)(wei)(wei)點(dian) (dm1.1, dm1.2, dm1.3, dm5.1, dm5.2 and dm6.1) 其中(zhong)兩個(ge)(ge)QTL，dm5.1 (LOD = 3.63-19.15, R2 = 5.72-32.89%) ，dm5.2(LOD = 10.25-15.79)為主效(xiao)(xiao)QTL。BSA法定(ding)位(wei)(wei)(wei)到4個(ge)(ge)候(hou)選區(qu)域（DM1.1，DM5.1，DM5.2，DM5.3），其中(zhong)DM5.3 SNPindex信號最強，且與主效(xiao)(xiao)QTL dm5.2吻合，同時與前人研究(jiu)結果一致。DM5.3位(wei)(wei)(wei)于5號染色體22.32-25.20MB的2.88M區(qu)間內(nei)，區(qu)間內(nei)包(bao)含43個(ge)(ge)△SNPindex = 1的SNP位(wei)(wei)(wei)點(dian)，其中(zhong)非同義突變位(wei)(wei)(wei)點(dian)5個(ge)(ge)，2’UTR位(wei)(wei)(wei)點(dian)2個(ge)(ge)，分布在7個(ge)(ge)基因上。
3、黃瓜(gua)霜霉(mei)病和(he)(he)白粉病基(ji)因型(xing)和(he)(he)表(biao)型(xing)的(de)關聯分析(xi)
PM基因(yin)位(wei)(wei)于(yu)5號(hao)(hao)染色(se)體24,550,703-25,018,946bp位(wei)(wei)置上， DM基因(yin)主效QTL dm5.2位(wei)(wei)于(yu)5號(hao)(hao)染色(se)體22.66-25.75 Mb位(wei)(wei)置，兩(liang)者(zhe)位(wei)(wei)置一(yi)致，而且(qie)定位(wei)(wei)得到的(de)(de)3個PM基因(yin)包含在定位(wei)(wei)得到的(de)(de)7個DM基因(yin)中，且(qie)突(tu)變類型(xing)一(yi)致，這也導致了(le)霜(shuang)霉病和白粉病抗性(xing)表型(xing)實驗的(de)(de)高度關聯性(xing)。
總結
本(ben)文將黃瓜霜(shuang)霉病和(he)白粉病抗性基因分(fen)別用傳統QTL方法和(he)BSA法進行了(le)精細定(ding)(ding)位，結(jie)果吻(wen)合，并與(yu)前(qian)人相關定(ding)(ding)位結(jie)果做(zuo)了(le)詳(xiang)細的比(bi)較探討。基(ji)于基(ji)因型(xing)和表型(xing)數(shu)據，對黃(huang)瓜霜霉病和白粉病的(de)關聯性做了(le)詳細的(de)比(bi)較分析，明確(que)了(le)兩者(zhe)之間的(de)關系，QTL dm5.2內的基(ji)因可能(neng)同時控制著(zhu)霜霉病和白粉病。
文中(zhong)BSA分析由派森(sen)諾完成(cheng)。派森(sen)諾推出的(de)BSA項目，45天(tian)就可以(yi)拿到(dao)定位(wei)結果啦！期待與各位(wei)老師的(de)合作。
參考文獻
Zhang, K., Wang, X., Zhu, W. et al. Complete resistance to powdery mildew and partial resistance to downy mildew in a Cucumis hystrix introgression line of cucumber were controlled by a co-localized locus. Theor Appl Genet (2018).
