棉花产量构成因素性状的全基因组关联分析

作者：王娟; 马晓梅; 周小凤; 王新; 田琴; 李成奇^*; 董承光^*

来源：中国农业科学, 2022, 55(12): 2265-2277.

• 陆地棉
• 产量构成因素
• 全基因组关联分析
• 候选基因

【目的】对铃重、衣分、单株铃数和籽指等棉花产量构成因素性状进行全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS），发掘与其关联的标记位点、优异等位变异及候选基因，为棉花产量的分子育种提供理论依据。【方法】以408份陆地棉品种（系）资源为材料，利用Cotton SNP 80K芯片，对6个环境的铃重、衣分、单株铃数和籽指4个产量构成因素性状进行基于混合线性模型（mixed linear model,MLM）的全基因组关联分析，检测与产量构成因素性状显著关联的位点、优异等位变异；进一步依据转录组数据的基因表达量，在显著关联的位点侧翼序列1 Mb区间挖掘可能的候选基因。【结果】4个产量构成因素性状在不同环境下均表现出广泛的表型变异，其中，单株铃数变异系数最大为16.67%—22.66%，各性状的遗传率为48.4%—92.2%；除铃重与衣分间相关性不显著外，其他性状间均呈显著或极显著相关性；基于6个环境各性状表型数据的最佳线性无偏预测值（best linear unbiased prediction,BLUP）,GWAS共检测到分布于基因组的7个区间内23个与目标性状关联的SNP位点，其中，与铃重关联的位点5个，与衣分关联的位点1个，与单株铃数关联的位点9个，与籽指关联的位点8个，有3个位点（TM21094、TM21102和TM57382）同时与多个目标性状关联；鉴定到7个最优SNP位点的优异等位变异，分别为TM21099(TT)、TM57382(GG)、TM78920(CC)、TM53448(TT)、TM59015(AA)、TM43412(GG)和TM69770(AA)；利用转录组数据分析，在基因组的7个区间筛选到158个与产量形成可能的候选基因，GO富集分析和KEGG代谢途径分析发现，候选基因功能类别多样并参与了多种代谢途径。【结论】在陆地棉品种（系）群体中共鉴定到23个与产量构成因素性状关联的SNP位点，筛选到158个可能与产量性状相关的候选基因。

• 单位
  运城学院; 新疆农垦科学院