通过遗传图谱分析，鉴定出一个与从Gossypium barbadense引入的高纤维强度性状相关的主数量性状位点

《Plant Cell Reports》：Genetic mapping and identification of a major quantitative trait locus associated with the high fiber strength introgressed from Gossypium barbadense

本研究发现高纤维强度棉花品种与D11染色体上的QTL及候选基因GH_D11G2131相关，该基因通过调控细胞壁发育影响纤维强度，为分子育种提供新工具。

　　

摘要

关键信息

通过种间杂交培育出的陆地棉品种的高纤维强度（FS）与D11染色体上的一个数量性状位点（QTL）相关联，同时鉴定出一个候选基因。这一基因变异为高纤维强度棉品种的分子育种提供了潜在的工具。

摘要

纤维强度（FS）是决定棉纤维质量的关键因素之一。尽管已经记录了许多与纤维强度相关的数量性状位点（QTL），但仍有许多尚未被发现。在本研究中，通过将Huiyuan720（Gossypium hirsutum）与Shida26-22进行杂交，构建了一个F₂群体。Shida26-22是一种高纤维强度的G. hirsutum品种，其高纤维强度性状是通过多次回交将G. barbadense品种Xinhai53的高纤维强度性状导入Huiyuan720中获得的。对F₂群体进行分离群体分析测序后，发现了6个与纤维强度相关的QTL，其中包括位于D11染色体上的一个重要位点，该位点覆盖了3.38 Mb的区域，包含121个已注释的基因。通过整合发育中纤维的转录组测序数据、分析基因共表达网络以及研究这些已注释基因的遗传变异，发现GH_D11G2131是一个潜在的调控纤维强度的关键基因。该基因编码一种类似犰狳重复序列/四肽重复序列的蛋白质。GH_D11G2131在两个亲本之间存在非同义突变和启动子区域的插入/缺失变异，属于一个与细胞壁发育高度相关的基因模块，并且在高纤维强度品种开花后20天的纤维中表达显著增强。病毒诱导的基因沉默实验表明，敲低GH_D11G2131会导致次生细胞壁变薄，木质素含量显著降低，这是由于与木质素生物合成相关的基因表达显著下调所致。总体而言，本研究揭示了一个重要的纤维强度QTL和一个关键的候选基因，为培育高品质棉纤维的优良品种提供了潜在的分子育种工具。