遺傳圖譜之真菌篇

遺傳圖譜是基因或者標記在染色體上的相對位置和遺傳距離。標記的順序和距離反映了標記與標記之間的連鎖關系。一般用于QTL定位、基因組輔助組裝、分子標記輔助育種等領域,今天圖譜君與大家分享一下遺傳圖譜在咱真菌界的應用,具體如下:

案例一

 

英文標題:A high-resolution genetic map of the cereal crown rot pathogen Fusarium pseudograminearum provides a near-complete genome assembly

發表單位:英聯邦科學和工業研究組織等

發表雜志:MOLECULAR PLANT PATHOLOGY

影響因子:4.45

發表時間:2018

冠腐病菌是小麥和大麥中的一種重要病原菌,特別是在半干旱環境中。作者利用178個子代構建了冠腐病菌遺傳圖譜,并組裝出它的4條染色體。研究發現冠腐病菌和禾谷鐮刀菌間在致病結構域表現出明顯的共線性。此項研究讓我們更好的了解冠腐病菌的有性生殖及病原體的發展潛力。

材料

親本:菌株CS3270×RBG5266

群體構建:在培養基上對不同組合冠腐病菌共培養,在平板上收集子囊孢子。顯微鏡鑒定后,子囊孢子放置培養基中萌發,選取CS3270×RBG5266獲得的孢子,顯微鏡鑒定出330個單芽子囊孢子,分開培養。

結果分析

1、冠腐病菌有性生殖體系的建立及基因組測序
實驗條件下,冠腐病菌一般不育,病原體的雌雄異株對它們的有性繁殖必須的。雌株產囊體結構的產生與育性的產生相關。本文利用MAT1-1與MAT1-2各5個菌株雜交,基于25對雜交組合,通過對它們的生活史研究,只有兩對組合產生子囊殼和子囊孢子,由于CS3270和RBG5266組合產生較多的子囊孢子,選取它們為親本,用于圖譜構建。利用MiSeq對CS3270和RBG5266全基因組重測序,使用CLC genomics workbench,CS3270組裝出745條contig,大小為36.6Mbp,RBG5266組裝出735條contig,總長為36.3M。通過CS3270組裝出745條contig及三代測序20Kb片段文庫,組裝出含有89條scaffold,總長為37.1M的基因組。

2、遺傳圖譜構建及輔助基因組組裝
通過對CS3270和 RBG5266雜交而來的178個子代測序數據分析,構建出含有1512個marker的4條連鎖群,總圖距898cM,平均圖距0.59cM。依據遺傳圖譜,57個scaffold被明顯分群,共35.7M被組裝,11個scaffold共1.1M依據禾谷鐮刀菌序列組裝到基因組,22個scaffold共262kb長度不能被組裝至基因組。對其功能注釋,冠腐病菌中預測到了12447個基因,其中含有FpDLH1等毒性基因。

案例二

 

英文題目:Construction of a genetic linkage map and analysis of quantitative trait loci associated with the agronomically important traits of Pleurotus eryngii

發表單位:釜山大學等

發表雜志:Fungal Genetics and Biology

發表時間: 2016

杏鮑菇是一種可食用的白腐真菌,廣泛分布于歐亞大陸和非洲北部。目前,它已成為亞洲主要的栽培蘑菇,其所含化學成分具有抗高血壓,抗氧化劑,抗高膽固醇等多種功效。由于產量等重要性狀受多個位點決定,傳統的育種費時費力,構建高密度的遺傳圖譜,基于分子標記的輔助育種為杏鮑菇的品種改良提供了更便捷的途徑。

材料

遺傳圖譜構建群體:98個KNR2312減數分裂后的單核體

表型考察群體:群體Pd3、Pd8、Pd14、Pd15。由98個KNR2312減數分裂后的單核體與KNR2532 (KNR2532-3 、KNR2532-8 、KNR2532-14 、KNR2532-15)分別雜交形成的雙核體群體。

構圖軟件:JoinMap 4.0

QTL定位:QTL Cartographer 2.5

結果分析

1、標記篩選及圖譜構建
作者通過對KNR2312全基因組序列分析,標記開發,構建出包含231對SSR標記、28個InDel標記的遺傳圖譜,它包含12條連鎖群(LG1-LG12),連鎖群長度均在55.5cM~130cM之間,總圖距為1047.9cM,平均圖距為4.09cM。其中A基因座位于LG3連鎖群,B基因座位于LG9連鎖群。

2、表型考察及QTL定位
通過對親本菌株KNR2312和KNR2532的表型分析,KNR2312在產量,品質及菌蓋的長度、寬度方面優于親本KNR2532,KNR2532相較于KNR2312表現出早熟的特性。KNR2532-3×KNR2312 P6雜交所得的子實體表現出菇重、品質,菌柄厚度和菌蓋直徑增加的表型,KNR2532-3×KNR2312 P5在產量等性狀中表現出更好的表型,且表型考察群體中,性狀幾乎均成正態分布。

在Pd3、Pd8、Pd15三個群體中共鑒定出7個QTL位點與產量相關,10個QTL位點與長度相關。6個QTL位點與質量相關,LOD值位于2.5~8.5之間。作者后對傘柄厚度、傘蓋直徑、成熟期、菌蓋顏色等重要農藝性狀QTL定位,重點關注了1號連鎖群與產量相關的QTL位點,此位點長約1,100 kb,共有310個候選基因,通過Uniprot、EMBL-EBI、PROSITE等數據庫預測,候選基因包括轉錄因子、信號傳導因子、菌絲生長和水解酶等。

 

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