采用连锁不平衡关联分析技术定位胡麻脂肪酸成分相关QTL

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
31760400
项目类别：
地区科学基金项目
资助金额：
39.0万
负责人：
斯钦巴特尔
依托单位：
内蒙古自治区农牧业科学院
学科分类：
C1307.作物基因组及遗传学
结题年份：
2021
批准年份：
2017
项目状态：
已结题
起止时间：
2018-01-01 至2021-12-31

项目参与者：
赵小庆；高凤云；周宇；金晓蕾；张思棋；伊六喜；
关键词：
分子标记脂肪酸 QTL定位胡麻

项目摘要

Flax is multi-purpose oil crop. Flax seed is rich in a variety of unsaturated fatty acids, such as α-linolenic acid and linoleic acid, which are effective in prevention and treatment of cardiovascular diseases as hyperlipidemia and hypertension . But, to date, little is known about the quantitative trait loci (QTL) architecture underlying fatty acid composition traits. In this research project, the quantitative nature of seed quality traits including palmitic acid, stearic acid, olerc acid, linoleic acid, linlenic acid and oil content in a collection of 250 flax accessions from different parts of the world will be explored with SNP and InDel markers, using linkage disequilibrium analysis. Interaction between QTL and QTL, QTL and environment will be further analyzed. Allelic variations of every QTL in the germplasm and their genetic effect will be elucidated. The study will lay the foundation for mining elite genes, developing applicable markers and marker assisted breeding. These works will also provide experience and scientific evidence for effective mapping of flax excellent genes and germplasm enhancement.

胡麻是多用途的油料作物，其种子中富含有益于人体健康的α-亚麻酸、亚油酸等多种不饱和脂肪酸。但是，对控制胡麻脂肪酸成分的数量性状位点（Quantitative trait loci, QTL）还未进行深入的研究。本项目拟以来自国内外的250份胡麻种质资源为研究对象，在脂肪酸成分（棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸）及粗脂肪含量等品质性状与SNP、InDel标记之间进行关联分析，定位与脂肪酸成分和粗脂肪含量相关性状显著关联的QTL，深入研究胡麻脂肪酸成分相关QTL与QTL之间、QTL与环境之间的互作关系。研究结果为脂肪酸成分相关基因的发掘、实用性分子标记的开发、胡麻分子标记辅助育种奠定基础，并为高效发掘胡麻其他优异基因资源及种质创新提供经验和科学依据。

结项摘要

胡麻是多用途的有料作物，其种子中富含有益于人体健康的α-亚麻酸、亚油酸等多种不饱和脂肪酸。但是，对控制胡麻脂肪酸成分的数量性状位点还未进行深入的研究。本项目进行了胡麻“內亚九号”全基因组测序和组装、关联群体材料多年多点脂肪酸成分数据的采集、关联群体材料的基因组重测序和分子标记的检测、全基因组关联分析以及显著性关联位点和候选基因的筛选等研究。取得了以下几个方面的进展：1、通过流式细胞技术和二代测序数据kmer方法预测的“內亚九号”基因组大小约500 Mb。2、采用PacBio高通量测序、Hi-C辅助组装等技术，结合遗传图谱，将55.72 Gb的PacBio数据组装到15条染色体，组装大小为474 Mb，覆盖率为94.8%。contig N50/scafolld N50分别为：911Kb/31,716Kb。重复区域完整度（LAI）分析结果（15.83）表明，“內亚九号”基因组序列已经达到了reference基因组的水平。3、经过关联群体基因组进行重测序，获得了0.961 Tb clean data 数据，以新组装的基因组序列为参考，检测出614万SNP和157万InDel。4、用全基因组关联分析技术，鉴定出与胡麻脂肪酸成分和粗脂肪相关的分子标记有69个SNP和26个SSR标记和31个候选基因。这些相关的分子标记绝大多数集中在2、6、7、13和15号染色体上。GO富集分析结果显示，31个候选基因在多个生物过程中得到了富集，包括脂代谢、脂肪酸合成酶、芳香族氨基酸家族生物合成过程和红光信号通路等脂代谢密切相关的生物过程。本项目的完成对胡麻基因组研究、重要基因挖掘、实用性分子标记的开发、胡麻分子标记辅助育种具有重要的意义。发表论文8篇，正在撰写SCI论文1篇，培养硕士研究生2名。