海膽遺傳圖譜發文章啦,這次共同一作哦!

噠噠噠~~~新年剛過去了20天,我們又有項目文章見刊啦…….1月16日,由大連海洋大學和百邁客合作的“SLAF-based high-density genetic map construction and QTL mapping for major economic traits in sea urchin Strongylocentrotus intermedius”在線發表在《Scientific Reports》上,具體什么事呢?圖譜君這就為您解析…….

海膽是海洋里一種古老的生物,與海星、海參是近親,據科學考證,它在地球上已有上億年的生存史。海膽生殖腺占海膽全重的8%-15%,其所含有二十碳烯酸占總脂肪酸的30%以上,可有效預防心血管疾病。本文利用SLAF測序技術,構建了高密度遺傳圖譜,對海膽經濟性狀相關QTL定位,開發分子標記,用于后續分子標記輔助育種。

1.材料與方法
親本:日本自繁的中間球海膽二代雄性個體(♂);中國旅順龍王塘繁育五代以上的雌性個體(♀)
作圖群體:150個F1個體
測序:Illumina HiSeq 2500 SLAF測序
構圖軟件:HighMap
QTL定位:MapQTL V5.0
SNP標記檢測:高分辨熔解曲線(HRM)

2.結果與分析
研究結果:
1.SLAF測序與基因分型
選擇RsaI和HaeIII酶對基因組DNA酶切,構建SLAF測序文庫。Illumina測序總計得到533.05 M 數據,Q30達到89.03%,GC含量為37.39%。2個親本各分別得到13355278和9550588條reads,F1后代平均產生2629599條reads。
生物信息學分析,父本產生249076個SLAF標簽,母本產生279416個SLAF標簽,平均深度分別為32.62×和20.53×。對于F1作圖群體,每個個體平均產生190361個SLAF標簽,平均深度為8.80×。其中62772個多態性SLAF標簽用于基因分型(圖1)。除aa×bb類36647個SLAF標記被用于圖譜構建,適合F1群體的后期連鎖圖譜構建,有效多態性率為7.99%。

圖1 標記分型

2.圖譜構建
經過濾,得到可用于作圖的 SLAF 標簽 4678 個,通過兩兩標簽間計算重組率和 MLOD 值,根據 MLOD 值將標簽分為 21 個連鎖群,最終確定上圖標記共 4387 個,雄性圖譜全長3116.10 cM,共983個標記,平均圖距3.24 cM。雌性圖譜全長3537.39cM,共3465個標記,平均圖距為1.03cM。整合圖譜全長1907.21 cM,平均圖距為0.44 cM(圖2)。上圖率為 93.78%,上圖標簽偏分離比例 2.52%。

圖2 圖譜信息

3.QTL定位
在已構建的中間球海膽高密度遺傳圖譜基礎上,結合中間球海膽 21 個連鎖群的圖譜和分型數據以及性狀表型值進行性狀關聯分析。采用MapQTL 5.0 軟件的區間作圖(IM)算法分別定位中間球海膽生長性狀(殼徑、殼高、體重、口器重、性腺濕重、干性腺率、亮黃色差、亮橙黃色差)相關的 QTL。共鑒定出33個QTL位點,分別位于13個不同的連鎖群。(LG1,LG2,LG3,LG4,LG5,LG6,LG7,LG10,LG12,LG14,LG15,LG17和LG20)。在LG6上,只檢測到殼高相關的QTL,可解釋17.80%的表型變異。口器重量QTL位于五個不同的LGs(LG1,LG2,LG3,LG7和LG17),最大的表型變異率解釋達到18.60%。殼徑相關QTL位于LG6,LG7,LG10,LG12,LG15和LG20,最大可解釋18.10%的表型變異率。同樣,在LG15上檢測到體重和性腺濕重主效的QTL,分別解釋了20.4%和37.2%的表型變異。所有的QTL都表明,LG15定位的頻率最多,對表型的貢獻率都很大,說明LG15存在控制中間球海膽生長性狀的主效 QTL 位點,為后期研究的重點。

圖3 QTL定位

4. HRM分析
HRM是一種快速,高通量和有效的鑒定SNP的方法。本文利用HRM技術對3個與生長性狀相關的 SNP 標記在 另外3 個家系總共90個個體的分型結果進行遺傳與多樣性評估,發現SNP-29(marker19255)可較好分型,且殼高、殼徑、活體重性狀的貢獻率均比較大,說明SNP-29與生長相關的性狀基因連鎖強度較大,因此后期可含有 SNP-29 標記的優勢基因型應用于海膽高產分子標記輔助育種。

圖4 HRM 驗證

總結 
文章到這里就結束了,總結一下:作者利用SLAF測序技術,構建了一個含有21個連鎖群(LG),擁有4387個多態性特異性擴增片段(SLAF)的高密度遺傳圖譜。基于這個遺傳圖和表型數據,對8個經濟性狀進行基因定位。共鑒定出33個潛在的QTL位點,可以解釋9.90%–46.30%的表型變異率。且開發了多態性SNP標記,用于后期標記輔助育種。
關于后期,SNP標記應用于后期標記輔助育種的檢測手段,圖譜君還要嘮叨下,除了HRM,還有KASP哦,它是競爭性等位基因特異性PCR,基于引物末端堿基的特異匹配,在廣泛的基因組DNA樣品中(甚至是一些復雜基因組的DNA樣品),來對SNPs和特定位點上的InDels進行精準的雙等位基因判斷,從而進行基因分型。可應用于QTL精細定位(定位區間內位點的驗證,進一步縮小區間范圍)、種子質量控制、大樣本量的分子標記驗證、分子輔助育種、種子資源鑒定等工作,可以在短時間內準確判斷分子標記類型。。。。。。。

參考文獻
Yaqing C, Jun D, Yuhui, et al. SLAF-based high-density genetic map construction and QTL mapping for major economic traits in sea urchin Strongylocentrotus intermediu [J]. Scientific Reports, 2018

胡思帆丨文案
許語輝 | 審核
圖片來自網絡,侵刪

圖譜君重出江湖,附Springer – Aquatic Genomics(432頁)
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