基于BSA-Seq和RNA-Seq挖掘棉花果枝长度候选基因

摘 要:【目的】利用I式果枝和Ⅱ式果枝棉花作为亲本，构建F2分离群体，从群体中挑选极端单株，采用混合分组分析法(bulked segregant analysis sequencing，BSA-Seq)和RNA测序法(RNA sequencing，RNA-Seq)，定位与棉花果枝长度相关的候选基因。【方法】采用目标性状差异较大的亲本构建群体，以I式果枝棉花品系J201791为父本 和Ⅱ式果枝棉花品系Gan218为母本进行配组，构建棉花F2分离群体。根据F2群体单株中部果枝平均长度（从下往上数第5~8层），选择极端性状单株构成极端混池。对两亲本及2个混池进行测序分析，对质控后的数据通过关联分析单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism ,SNP）和插入缺失（insertion and deletion,InDel）的差异，采用多种计算方法定位候选区间。同时对亲本进行转录组测序，选取亲本中部果枝的同一果枝层同一果节处的茎秆进行转录组测序，结合转录组测序获得的差异基因及功能注释，挑选与果枝长度相关的候选基因。【结果】测序数据共产生3 087 675个SNP变异，482 160个InDel个变异，用于候选区域定位，主要采用SNP-index法、ED法、GPS法、Gprime法寻找候选区域，最终在D07染色体上定位到与果枝长度关联的较为稳定的5个关联区域，区间范围为2.00 Mbp，区间内共包含120个基因。结合亲本间差异表达基因（表达差异倍数|log2FoldChange|>1，显著性P-Value<0.05）及其功能注释，共挑选出5个候选基因，GH_D07G0894、GH_D07G0896、GH_D07G0910、GH_D07G0884、GH_D07G1194。【结论】本研究果枝长度相关基因被定位在 D07 染色体上,筛选出5个基因GH_D07G0894、GH_D07G0896、GH_D07G0910、GH_D07G0884、GH_D07G1194，这些基因可能通过调控不同植物激素的信号途径从而影响果枝长度，下一步将对这些基因进行转基因、沉默、过表达等遗传转化分析，从表型看是否有差异，将有助于全面揭示棉花果枝长度的遗传机制。