全基因组关联分析结合转录组测序发掘茄子黄萎病抗性QTL

黄萎病是威胁茄子生产最严重的病害之一。由于目前茄子高抗黄萎病的基因只存在于野生种质中，而高抗黄萎病的野生种与高感黄萎病的栽培种之间的杂交存在不亲和或杂种不育等问题，故基于双亲分离群体的QTL连锁分析难以实现，严重制约了茄子黄萎病抗性QTL的研究。以连锁不平衡分析为基础的全基因组关联分析和新一代高通量测序为茄子抗黄萎病QTL的研究提供了新的手段。本项目将利用全基因组关联分析结合转录组测序发掘茄子抗黄萎病QTL。通过高抗、高感材料转录组测序开发抗感差异标记；采用遗传图谱上的SSR等标记及抗感差异标记对190份茄子代表性材料进行基因型鉴定；在考虑群体结构条件下，通过表型与基因型的关联分析，鉴定茄子黄萎病抗性QTL，获得显著性关联标记；利用差异表达基因结合鉴定的关联标记获得抗黄萎病候选基因。研究结果将深入揭示茄子连锁不平衡结构特征，为开展茄子黄萎病抗性QTL精细定位、分子标记辅助育种奠定重要基础。

茄子黄萎病是由大丽轮枝菌引起的一种土传性维管束病害，是威胁茄子生产最严重的病害之一其症状通常表现为植株半边或叶片半边发黄、萎蔫，发病严重时劈开茎秆，可见维管束变褐。该病潜伏期长，传播能力强，为害范围广。由于目前茄子高抗黄萎病的基因只存在于野生种质中，而高抗黄萎病的野生种与高感黄萎病的栽培种之间的杂交存在不亲和或杂种不育等问题，故基于双亲分离群体的QTL连锁分析难以实现，严重制约了茄子黄萎病抗性QTL的研究。以连锁不平衡分析为基础的全基因组关联分析和新一代高通量测序为茄子抗黄萎病QTL的研究提供了新的手段。本项目将利用全基因组关联分析结合转录组测序发掘茄子抗黄萎病QTL与候选基因，主要结果如下：1）利用均匀分布在遗传图谱上的196个标记对这255份茄子代表性材料进行了遗传多样性分析，共检测出1028个等位基因，平均每个基因位点检测到5.3个等位变异，PIC的变幅为0.0385～0.7790，平均为0.4088。其中，emx10205的基因多样性和PIC值最高，分别为0.7824和0.7524。聚类分析结果将255份品种分为9个类群；2）在进行材料群体结构和标记间连锁不平衡分析的基础上，利用关联分析方法对供试材料的抗黄萎病病情指数与SSR标记进行了关联分析，通过群体结构分析，255份茄子品种可分为5个亚群，196个位点的2940种两两组合中，基于统计概率极显著（p<0.001）成对的不平衡位点有1680对，占总位点组合数的57.14%，与茄子黄萎病抗性极显著关联（P＜0.001）的共有15个QTL，这15个位点关联的标记中有1对来自番茄，其他14个SSR标记来自茄子不同连锁图谱的6条染色体上，来自连锁群2上的标记最多，有6个；3）利用转录组测序获得抗黄萎病候选基因, 得到 2条基因全长，通过聚类分析和氨基酸比对确定属于多酚氧化酶基因家族，与栽培茄中多酚氧化酶基因同源性较高，分别命名为StPPO1和StPPO4，半定量PCR表明与托鲁巴姆黄萎病抗性相关。研究结果将深入揭示茄子连锁不平衡结构特征，为开展茄子黄萎病抗性QTL精细定位、分子标记辅助育种奠定重要基础。