遗传图谱之真菌篇

遗传图谱是基因或者标记在染色体上的相对位置和遗传距离。标记的顺序和距离反映了标记与标记之间的连锁关系。一般用于QTL定位、基因组辅助组装、分子标记辅助育种等领域,今天图谱君与大家分享一下遗传图谱在咱真菌界的应用,具体如下:

案例一

 

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

发表单位:英联邦科学和工业研究组织等

发表杂志:MOLECULAR PLANT PATHOLOGY

影响因子:4.45

发表时间:2018

冠腐病菌是小麦和大麦中的一种重要病原菌,特别是在半干旱环境中。作者利用178个子代构建了冠腐病菌遗传图谱,并组装出它的4条染色体。研究发现冠腐病菌和禾谷镰刀菌间在致病结构域表现出明显的共线性。此项研究让我们更好的了解冠腐病菌的有性生殖及病原体的发展潜力。

材料

亲本:菌株CS3270×RBG5266

群体构建:在培养基上对不同组合冠腐病菌共培养,在平板上收集子囊孢子。显微镜鉴定后,子囊孢子放置培养基中萌发,选取CS3270×RBG5266获得的孢子,显微镜鉴定出330个单芽子囊孢子,分开培养。

结果分析

1、冠腐病菌有性生殖体系的建立及基因组测序
实验条件下,冠腐病菌一般不育,病原体的雌雄异株对它们的有性繁殖必须的。雌株产囊体结构的产生与育性的产生相关。本文利用MAT1-1与MAT1-2各5个菌株杂交,基于25对杂交组合,通过对它们的生活史研究,只有两对组合产生子囊壳和子囊孢子,由于CS3270和RBG5266组合产生较多的子囊孢子,选取它们为亲本,用于图谱构建。利用MiSeq对CS3270和RBG5266全基因组重测序,使用CLC genomics workbench,CS3270组装出745条contig,大小为36.6Mbp,RBG5266组装出735条contig,总长为36.3M。通过CS3270组装出745条contig及三代测序20Kb片段文库,组装出含有89条scaffold,总长为37.1M的基因组。

2、遗传图谱构建及辅助基因组组装
通过对CS3270和 RBG5266杂交而来的178个子代测序数据分析,构建出含有1512个marker的4条连锁群,总图距898cM,平均图距0.59cM。依据遗传图谱,57个scaffold被明显分群,共35.7M被组装,11个scaffold共1.1M依据禾谷镰刀菌序列组装到基因组,22个scaffold共262kb长度不能被组装至基因组。对其功能注释,冠腐病菌中预测到了12447个基因,其中含有FpDLH1等毒性基因。

案例二

 

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

发表单位:釜山大学等

发表杂志:Fungal Genetics and Biology

发表时间: 2016

杏鲍菇是一种可食用的白腐真菌,广泛分布于欧亚大陆和非洲北部。目前,它已成为亚洲主要的栽培蘑菇,其所含化学成分具有抗高血压,抗氧化剂,抗高胆固醇等多种功效。由于产量等重要性状受多个位点决定,传统的育种费时费力,构建高密度的遗传图谱,基于分子标记的辅助育种为杏鲍菇的品种改良提供了更便捷的途径。

材料

遗传图谱构建群体:98个KNR2312减数分裂后的单核体

表型考察群体:群体Pd3、Pd8、Pd14、Pd15。由98个KNR2312减数分裂后的单核体与KNR2532 (KNR2532-3 、KNR2532-8 、KNR2532-14 、KNR2532-15)分别杂交形成的双核体群体。

构图软件:JoinMap 4.0

QTL定位:QTL Cartographer 2.5

结果分析

1、标记筛选及图谱构建
作者通过对KNR2312全基因组序列分析,标记开发,构建出包含231对SSR标记、28个InDel标记的遗传图谱,它包含12条连锁群(LG1-LG12),连锁群长度均在55.5cM~130cM之间,总图距为1047.9cM,平均图距为4.09cM。其中A基因座位于LG3连锁群,B基因座位于LG9连锁群。

2、表型考察及QTL定位
通过对亲本菌株KNR2312和KNR2532的表型分析,KNR2312在产量,品质及菌盖的长度、宽度方面优于亲本KNR2532,KNR2532相较于KNR2312表现出早熟的特性。KNR2532-3×KNR2312 P6杂交所得的子实体表现出菇重、品质,菌柄厚度和菌盖直径增加的表型,KNR2532-3×KNR2312 P5在产量等性状中表现出更好的表型,且表型考察群体中,性状几乎均成正态分布。

在Pd3、Pd8、Pd15三个群体中共鉴定出7个QTL位点与产量相关,10个QTL位点与长度相关。6个QTL位点与质量相关,LOD值位于2.5~8.5之间。作者后对伞柄厚度、伞盖直径、成熟期、菌盖颜色等重要农艺性状QTL定位,重点关注了1号连锁群与产量相关的QTL位点,此位点长约1,100 kb,共有310个候选基因,通过Uniprot、EMBL-EBI、PROSITE等数据库预测,候选基因包括转录因子、信号传导因子、菌丝生长和水解酶等。

 

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