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家蚕茧层率相关基因筛选及其功能分析

任晓晓, 孙运朋, 卿卓, 杨万军, 罗朝斌

任晓晓,孙运朋,卿卓,等. 家蚕茧层率相关基因筛选及其功能分析 [J]. 福建农业学报,2022,37(7):841−849. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2022.007.004
引用本文: 任晓晓,孙运朋,卿卓,等. 家蚕茧层率相关基因筛选及其功能分析 [J]. 福建农业学报,2022,37(7):841−849. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2022.007.004
REN X X, SUN Y P, QING Z, et al. Identification and Functional Analysis of Genes Related to Cocoon Shell Ratio in Bombyx mori [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2022,37(7):841−849. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2022.007.004
Citation: REN X X, SUN Y P, QING Z, et al. Identification and Functional Analysis of Genes Related to Cocoon Shell Ratio in Bombyx mori [J]. Fujian Journal of Agricultural Sciences,2022,37(7):841−849. DOI: 10.19303/j.issn.1008-0384.2022.007.004

家蚕茧层率相关基因筛选及其功能分析

基金项目: 贵州省科技计划项目(黔科合基础[2020]1Y133、黔科合成果[2019]4214);贵州省农业科学院青年科技基金项目(黔农科院青年科技基金[2020]09)
详细信息
    作者简介:

    任晓晓(1991−),女,硕士,助理研究员,研究方向:家蚕遗传育种(E-mail:1016375902@qq.com

    通讯作者:

    罗朝斌(1964−),男,硕士,研究员,研究方向:家蚕遗传育种(E-mail:1839916377@qq.com

  • 中图分类号: S 881.2

Identification and Functional Analysis of Genes Related to Cocoon Shell Ratio in Bombyx mori

  • 摘要:
      目的  挖掘家蚕茧层率相关基因,以期为家蚕茧层率性状分子遗传改良提供参考依据。
      方法  以多丝量家蚕品种菁松和中丝量家蚕品种芙蓉为亲本构建BC1代分离群体。在BC1代雄性群体中挑选极端高/低茧层率个体构建子代DNA混池,运用BSA-seq方法对茧层率关联区域进行定位,并运用BLAST软件对关联区域的编码基因进行GO和KEGG等数据库注释及功能预测。
      结果  重测序数据与家蚕参考基因组平均比对率为98.86%,平均基因组覆盖度为95.79%(1×)和88.63%(5×);变异检测共获得26 557 646个SNPs;∆(SNP-index)定位到3个与茧层率显著相关的区域,分别为Chr.2:4430~4930 kb、Chr.4:12350~12920 kb和Chr.13:3230~3730 kb,共包含70个编码基因。通过GO与KEGG注释,有58个基因注释到GO数据库,涉及生物过程、分子功能和细胞组分三大类;有19个基因注释到KEGG通路,分布于34个代谢通路中。通过KEGG代谢通路分析,筛选出10个可能对家蚕茧层率有重要调控作用的基因,推测其参与了家蚕丝腺细胞运动、能量代谢和蛋白质合成加工。
      结论  运用BSA-seq方法在家蚕第2、4和13号染色体上定位到与茧层率关联的区域,筛选到10个可能与茧层率密切相关的候选基因,为茧层率关键调控基因精细定位及克隆奠定基础。
    Abstract:
      Objective  Genes related to the cocoon shell ratio of Bombyx mori were investigated for improvement on silkworm productivity.
      Method  Segregated BC1 populations of a highly productive silkworm, Jingsong, and a moderately productive Furong were established. DNA pools were constructed by mixing 30 high and low cocoon shell ratio individuals from the BC1 male populations. BSA-seq was applied to identify the regions relevant to the target trait. The coding genes at the candidate regions were annotated with BLAST software in GO and KEGG databases.
      Result   The percentage of clean reads that matched the reference genome of P50 was 98.86%, and those of the average genome coverage 95.79% for 1× and 88.63% for 5×. Variant calling resulted in 26 557 646 SNPs. Three QTLs for the cocoon shell ratio detected by ∆(SNP-index) were in the intervals of 4 430–4930 kb on Chr.2, 12350–12920 kb on Chr.4, and 3230–3730 kb on Chr.13. There were 70 coding genes found in the associated regions. According to the GO database annotation, 58 genes were categorized in the groups of biological process, molecular function, or cellular component. The 19 genes annotated in the KEGG database distributed in 34 metabolic pathways. Of which, 10 might play important roles in regulating the cocoon shell ratio and the functions involving the silk gland cell movement, energy metabolism, and/or protein synthesis.
      Conclusion   The genes related to the silkworm cocoon shell ratio were identified by BSA-seq method. Ten genes were speculated to possibly associate with the silk formation. The present study only managed to locate the regions on chromosomes 2, 4, and 13 of the genes in B. mori that might related to the cocoon shell ratio. Further study will be needed to finely map and clone the key regulatory genes in the highly complex regulatory mechanism.
  • 【研究意义】马铃薯(Solanum tuberosum)为茄科茄属植物,别称洋芋、土豆、山药蛋等,喜光,不耐高温,具有耐旱、耐寒、耐瘠薄的特点。作为主要的粮食作物之一,马铃薯在提高人们生活水平方面发挥着很大的作用[1]。我国马铃薯种植占全球种植面积的20%以上,平均单产量为13.99 t·hm−2[2],在甘肃定西种植面积高达20万公顷[3],已成为甘肃农业经济的支柱产业,将是甘肃省干旱地区主粮化发展的主要方向[4-6]。探究生长调节剂配合栽培方法生产出适合种植的马铃薯种薯,是现阶段急需解决的关键问题。【前人研究进展】 植物生长调节剂主要作用是调控植物碳水化合物的运输与分配,对植物生长既有促进作用也有抑制作用[7]。氨基寡糖素、甲壳寡糖素、6-BA均具有促进细胞伸长,刺激植物生长的作用;寡聚酸碘是一种生长抑制剂,可有效抑制植物顶端生长,促进植物节间缩短,茎秆粗壮,矮化株高[8]。有研究发现甲壳寡糖素处理小麦、马铃薯、玉米等作物,可以增产10%~30%[9]。寡聚酸碘能够延缓马铃薯地上部分茎叶生长,促进块茎膨大,增加产量,提早成熟[10]。曲亚英等[11]研究发现烯效唑和多效唑能够显著降低马铃薯叶面积指数,减少分枝数,降低株高,提高叶绿素含量,增强光合能力,提高产量。赵晶晶等[12]研究发现在马铃薯叶面喷施植物生长调节剂 2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯和缩节胺,均显著增加了单薯重、淀粉产量和鲜薯产量。陈晓光等[13]和 禤维言等[14]研究发现,植物生长调节剂能增加叶片叶绿素含量,提高净光合速率,加快了叶片的光合作用,增加作物产量。龙国等[15]研究表明用硫脲、赤霉素+硫脲处理可以提高种薯萌发率、芽眼萌发率,增强抗性,增加光合作用时间,提高马铃薯大、中薯块数量。在播种时,进行种切块拌种,但随着马铃薯种植面积的不断扩大,切块拌种费时费工,加上南方地区天气炎热,严重影响马铃薯种薯繁育[16]。【本研究切入点】之前的研究多数集中在各生长调节剂对作物产量和功效的探讨,现阶段针对马铃薯的研究中,各种生长调节剂复配拌种影响小型化种薯生产方面的研究鲜少。开展马铃薯播种过程种薯小型化研究,对马铃薯发展智能机械化生产、降低劳动成本、提高生产效率具有重要的意义。【拟解决的关键问题】 本研究拟通过采用植物生长调节剂对马铃薯进行拌种,探索生长调节剂拌种对生产马铃薯生长发育、光合特性及产量的影响,以期筛选出适合生产小型种薯的生长调节剂,为提高生产小型优质马铃薯种薯提供参考。

    供试品种为红美原种马铃薯,由甘肃省农科院马铃薯研究所提供;试验采用的生长调节剂为5%氨基寡糖素、甲壳寡糖素、寡聚酸碘、6-BA。

    试验于2020年4月至10月在甘肃省定西市渭源县会川镇下新庄进行。试验区域为北纬35°、东经103°、海拔2260 m,年平均降水量566.4 mm,无霜期131 d。试验地地势平坦、肥力均匀、土壤结构疏松、排水良好并富含有机质。播种时每667 m2基施尿素8 kg、磷酸二铵18 kg、硫酸铵15 kg。

    试验设6个处理(表1),清水为对照(CK),每处理小区面积18 m2,3个重复,随机区组排列,小区间设田埂,试验地四周设置保护行。在播种前各处理均使用1 L复配生产调节剂拌种,各复配生长调节剂浓度见表1。 于4月25 播种,单垄单行,行距 0.6 m,行长 6 m,株距 0.3 m,栽培管理与大田管理相同,于在9月28日至10月8日采收。

    表  1  试验设计
    Table  1.  Experimental design
    处理Treat-
    ment
    生长调节剂 Growth regulator
    5%氨基寡糖素Amino-
    oligosaccharides/
    (mL·L−1
    甲壳寡糖素Chitosan-
    oligosaccharide/
    (mL·L−1
    6-BA/
    (mg·L−1
    寡聚酸碘
    Iodine
    Oligosaccharide Acids/
    (mL·L−1
    D1 10.0 0.0 0.0 7.5
    D2 10.0 0.0 2.5 7.5
    D3 10.0 0.0 2.5 0.0
    D4 0.0 5.0 0.0 7.5
    D5 0.0 5.0 2.5 7.5
    D6 0.0 5.0 2.5 0.0
    CK 0.0 0.0 0.0 0.0
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    株高、茎粗、主茎数、分枝数:每个小区随机调查25株测定,取样参考《马铃薯种质资源描述规范和数据标准》[17] 。叶绿素含量:块茎膨大期用便携式叶绿素仪分别测定各处理功能叶片的叶绿素值。光合参数:马铃薯块茎膨大期,进行马铃薯叶片光合生理指标的测定。白天上午9:30~11:30,用美国Li-6400便携式光合测定仪测定光合参数,选取自生长点下数第3到4片完全展开、生长良好的马铃薯叶片,测定光强为1000 μmol·m−2·s−1,胞间CO2浓度为380 μmol·mol−1,相对湿度为75%。大薯率:测定每个小区>50 g薯重占小区产量的百分率,取平均值。小薯率:测定每个小区≤50 g薯重占小区产量的百分率,取平均值。单株薯重:统计每个小区的单株薯重,取3次重复的平均值。单株结薯数:统计每个小区的单株结薯数,取3次重复的平均值。产量:测取每小区产量,取3次重复的平均值,然后折算出各处理的产量。

    采用 Excel 2020软件整理试验数据, SPSS 20软件对数据进行统计分析。

    表2可以看出,D2、D5处理出苗期较其他处理提前2 d,提前进入盛花期,分别在7月10日和7月11日出现盛花期现象,较CK处理提前5 d和4 d,D2处理成熟期是在9月25日,较其他处理提前成熟且比CK提前7 d。说明播种期相同条件下,植物生长调节剂处理对马铃薯生育期影响不同,D2处理可以促进马铃薯的顶端优势,种薯发芽早,出苗快,生育期缩短,最终使马铃薯成熟期提前。

    表  2  植物生长调节剂拌种对马铃薯生育期的影响
    Table  2.  Effects of seed treatments with growth regulators on potato growth period
    处理
    Treatment
    播种期
    Sowing/
    (月−日)
    出苗期
    Emergence/
    (月−日)
    盛花期
    Flowering/
    (月−日)
    成熟期
    Maturity/
    (月−日)
    生育期
    Growth
    stage/d
    D104−2505−3007−1209−30120
    D204−2505−2807−1009−25117
    D304−2505−3007−1209−30120
    D404−2505−3007−1209−30120
    D504−2505−2807−1209−26118
    D604−2505−3007−1109−30120
    CK04−2506−0107−1510−02121
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    表3可知,生长调节剂拌种对马铃薯株高、茎粗、主茎数和分枝数均有影响。不同生长调节剂拌种处理下,D3和D4株高高于其他处理,较CK分别提高12 cm和9 cm。D6处理株高显著低于D3处理,为51.00 cm,这可能与生长调节剂种类及浓度有关。茎粗表现为D2处理茎粗最大,为15.08 mm;D3处理,茎粗最小,为10.31 mm。主茎数和分枝数为D3、D4、D5、D6处理显著高于CK;其中生长调节剂处理的主茎数表现为D3最大,D2最小。

    表  3  植物生长调节剂拌种对马铃薯生长指标的影响
    Table  3.  Effects of seed treatments with growth regulators on potato plant growth
    处理
    Treatment
    株高Plant
    height/cm
    茎粗Stem
    thick/mm
    主茎数
    Mainstem number
    分枝数
    Branches
    D1 50.00±2.01 b 12.49±0.41 b 2.2±0.01 b 2.4±0.01 b
    D2 52.00±2.33 b 15.08±0.16 a 2.0±0.02 b 2.8±0.02 ab
    D3 56.67±0.88 a 10.31±0.02 c 2.9±0.03 a 3.8±0.03 a
    D4 53.67±0.66 ab 10.58±0.02 c 2.7±0.01 a 3.5±0.02 a
    D5 52.67±2.08 b 11.82±0.07 bc 2.4±0.01 ab 2.9±0.03 ab
    D6 51.00±1.15 bc 11.94±0.04 bc 2.5±0.04 ab 2.6±0.02 ab
    CK 44.67±0.88 c 9.51±0.50 d 1.8±0.02 c 2.0±0.01 c
    表中同列数值小写字母表示差异显著(P<0.05),下表同。
    Data with lowercase letters on same column indicate significant differences at P<0.05. Same for tables below.
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    对马铃薯株高和茎粗进行生长速率的分析发现D1—D6处理株高生长速率分别为20.84%、18.79%、27.67%、21.95%、18.76%和24.30%,处理之间差异不显著,但各处理株高生长速率均高于CK;D2处理茎粗生长速率显著高于各处理,较CK升高79.16%(图1)。

    图  1  植物生长调节剂拌种对马铃薯株高、茎粗生长速率的影响
    图中小写字母表示差异显著(P<0.05),下图同。
    Figure  1.  Effects of seed treatments with growth regulators on height and stem girth growth rate of potato plants
    Data with lowercase letters on same column indicate significant differences at P<0.05. Same for figures below.

    图2可知,生长调节剂拌种后,观察发现D2、D5处理叶片叶色变深,叶片变厚。叶绿素含量表现为D1、D2、D4和D5处理叶片叶绿素含量均增加,其中D2和 D5 处理显著高于对照。D3、D6处理与对照无明显差异。由此可见,D2和 D5处理可以控制地上部茎的生长,能够增强叶片光合作用,提高了叶片的光合能力,对块茎产量的提高具有积极作用。

    图  2  植物生长调节剂拌种对马铃薯叶绿素含量的影响
    Figure  2.  Effects of seed treatments with growth regulators on potato plant chlorophyll content

    块茎膨大期是马铃薯光合产物积累最快的时期,约60%的光合同化物是在这个时期合成的[18,19]。如表4所示,通过测定块茎膨大期不同生产调节剂拌种对马铃薯叶片光合特性的影响,结果发现,D2处理马铃薯叶片净光合速率最大,为24.12 μmol·m−2 ·s−1,显著高于对照,较对照增加53.86%。叶片净光合速率表现为D2 >D5>D6>D1>D3>D4>CK。胞间CO2浓度、气孔导度的变化趋势与净光合速率的相似,各处理显著高于对照,其中D2胞间CO2浓度、气孔导度均显著高于D1、D3、D4和D6,但与D5处理之间无显著差异。对照蒸腾速率显著高于其他处理,为8.18 mmol·m−2·s−1

    表  4  植物生长调节剂拌种对马铃薯光合作用的影响
    Table  4.  Effects of seed treatments with regulators on photosynthesis of potato plants
    处理
    Treat-
    ment
    净光合速率
    Pn/
    (μmol·m−2 ·s−1)
    胞间CO2浓度
    Ci/
    (μmol·mol−1)
    气孔导度
    Gs /
    (mol·m−2·s−1)
    蒸腾速率
    Tr /
    (mmol·m−2·s−1)
    D1 19.02±2.00 b 262.25±11.35 b 0.66±0.11 b 6.02±0.52 c
    D2 24.12±1.52 a 282.87±12.58 a 0.72±0.14 a 6.32±0.39 bc
    D3 18.26±1.11 b 260.56±13.34 b 0.65±0.11b 6.27±0.31bc
    D4 17.22±1.54 bc 258.33±12.78 b 0.58±0.05 b 6.43±0.42 bc
    D5 23.64±1.22 a 277.59±11.02 ab 0.69±0.05 ab 6.74±0.12 b
    D6 20.39±1.27 b 259.22±14.55 b 0.57±0.10 b 6.41±0.51 bc
    CK 15.68±0.91 c 219.25±12.21 c 0.25±0.01 d 8.18±0.33 a
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    表5可见,植物生长调节剂处理能够影响不同质量块茎的分布,但生长调节剂种类不同影响不同。大薯率为67.55%~80.17%,D5处理显著提高了>50 g块茎比率,而显著降低了≤50 g块茎比率,与对照相比,D5处理块茎比率提高10.71%。小薯率为17.72%~32.45%,D2处理显著提高了≤50 g块茎比率,与对照相比,≤50 g块茎比率提高27.25%。

    表  5  植物生长调节剂拌种对马铃薯块茎分布的影响
    Table  5.  Effects of seed treatments with regulators on tuber count and size of potato plants     (单位:%)
    处理
    Treatment
    大薯率>50 g
    Large potato rate>50 g
    小薯率≤50 g
    Small potato rate≤50 g
    D1 73.89 20.11
    D2 67.55 32.45
    D3 74.50 17.72
    D4 77.41 19.83
    D5 80.17 22.16
    D6 73.87 22.13
    CK 72.41 25.5
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    表6可以看出,不同生长调节剂复配对马铃薯单株结薯数、单株薯重、产量均有显著影响(P<0.05)。D2处理单株结薯数为7.21粒·株−1,显著高于其他处理和对照,较对照提高28.06%。D1、D3、D5、D6之间处差异不显著 ,但均显著高于CK。生长调节剂拌种对马铃薯单株薯重、产量都有影响,D5处理单株薯重显著高于其他处理,较CK分别提高59.57%。D2处理产量达到最高,为35335.94 kg·hm−2,其次是D5处理,产量为30572.42 kg·hm−2。说明D2处理产量增加是由单株结薯数的增多构成的,而影响D5处理产量高的重要因素是单株薯重。

    表  6  植物生长调节剂拌种对马铃薯产量的影响
    Table  6.  Effects of seed treatments with growth regulators on tuber yield of potato plants
    处理
    Treatment
    单株结薯数
    Tuber number
    per plant
    单株薯重
    Weight per
    tuber/kg
    产量
    Yield/(kg·hm−2
    D1 6.77±0.22 b 0.54±0.05 bc 27497.81±99.56 bc
    D2 7.91±0.62 a 0.66±0.03 b 35335.94±142.89 a
    D3 6.95±0.05 b 0.68±0.04 b 26012.81±89.56 bc
    D4 5.98±0.52 bc 0.58±0.02 bc 28331.72±132.56 b
    D5 7.09±0.05 b 0.75±0.03 a 30572.42±112.32 b
    D6 6.36±0.30 b 0.52±0.06 bc 29773.74±108.46 b
    CK 5.63±0.05 c 0.47±0.02 c 24758.97±105.23 c
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    多肽制剂氨基寡糖素、甲壳寡糖素和植物生长调节剂氯吡苯脲、甲壳寡糖素、6-BA均具有促进细胞伸长,刺激植物生长的作用。大量研究表明,烯效唑[20]、多效唑[8]具有降低马铃薯株高、抑制地上部分生物量的作用。本研究结果表明,D2、D5处理出苗期较其他处理提前2 d,盛花期也较CK处理提前5 d和4 d,说明播种期相同条件下,植物生长调节剂处理对马铃薯生育期有一定的影响,D2处理可以促进马铃薯的顶端优势,种薯发芽早,出苗快,生育期缩短,使马铃薯成熟期提前。有研究发现外源激素可以促进马铃薯匍匐茎的形成,当外源激素与生长素共同作用时,能够促进匍匐茎的生长[21-22]。生长调节剂对马铃薯株高、茎粗、主茎数和分枝数均有影响。不同生长调节剂拌种处理下,D3和D4株高高于其他处理,较CK分别提高12 cm和9 cm。D2处理茎粗最大,为15.08 mm;D3处理,茎粗最小。主茎数表现为D3最大,D2最小;D3、D4、D5、D6处理分枝数显著高于CK。生长调节剂的浓度和种类不同程度地刺激植物伸长和横向生长。D2处理株高生长速率变化最大,茎粗生长速率显著高于各处理,较CK升高79.16%。其中4种生长调节剂拌种均对马铃薯植株地上部茎叶生长具有抑制作用,有利于提高块茎产量.

    叶绿素是植物光合作用最重要的色素,是光合作用中能量转化的物质基础,其含量多少是衡量叶片光合能力和产量形成的关键[23-24]。王惠群等[25]研究发现生长调节剂可促进植株光合色素含量合成,进而提高光合速率,但是生长调节剂含量过高,也会抑制其生长。另有研究发现,生长调节剂处理均提高了马铃薯叶片叶绿素含量、净光合速率、蒸腾速率,增强叶片的光合作用[26];本研究中,生长调节剂拌种后,D2处理叶片叶色变深,叶片变厚,D2 处理显著增加了马铃薯叶面中叶绿素的含量,叶绿素含量的增加有利于叶片对光能的捕获,增强植物的光合速率;因此,植物生长调节剂通过增加叶片叶绿素含量,以提高植物光合作用。

    植物生长调节剂在植物生长过程中调控植物的光合作用促进有机物的合成,同时还可在物质分配及产量形成方面具有十分重要的作用[27]。块茎膨大期是马铃薯光合产物积累最快的时期,约60%的光合同化物是在这个时期合成的[28]。相关研究指出植物生长调节剂是马铃薯块茎形成的关键物质[29]。有关研究表明细胞分裂素能够诱导匍匐茎顶端隆起,进而诱导块茎形成以及后续的膨大;但也有研究认为细胞分裂素不具备促进块茎形成的生理功能[30]。本研究表明,D2处理马铃薯叶片净光合速率最大,显著高于对照,较对照增加53.86%。胞间CO2浓度、气孔导度的变化趋势与净光合速率的相似,各处理显著高于对照,其中D2胞间CO2浓度、气孔导度均显著高于D1、D3、D4和D6。表明植物生长调节剂可以促进马铃薯地上部茎叶生长的,提高叶片光合作用,进而提高产量。

    单株结薯数和单株薯重是构成产量的因素。有研究发现生长调节剂DTA-6对马铃薯具有增产的效果,但是马铃薯品种不同,效果也完全不一致,表明生长调节剂对马铃薯品种增产有显著差异[31]。本研究发现,D5处理显著提高了>50 g块茎比率,而显著降低了≤50 g块茎比率;D2处理显著提高了≤50 g块茎比率,与对照相比,≤50 g块茎比率提高27.25%。生长调节剂拌种均能提高马铃薯单株结薯数、单株薯重和产量。D2处理单株结薯数最高,D5处理单株薯重最高;D2处理产量达到最高,为35335.94 kg·hm−2,D5处理产量为30572.42 kg·hm−2,显著高于其他处理;大薯率D5最高;D2处理小薯率最高,说明D2处理产量高的重要因素是单株结薯数量多,而D5产量增加是由于单株薯重提高而构成的。

    综上所述,D2处理(10 mL·L−1 5%氨基寡糖素+2.5 mg·L−1 6-BA+7.5 mL·L−1寡聚酸碘)拌种处理能够提高马铃薯茎粗、叶绿素含量、光合速率和单株薯重,进而提高马铃薯产量,适用于马铃薯机械化种植中原种生产;D5处理(5 mL·L−1甲壳寡糖素+2.5 mg·L−1 6-BA+7.5 mL·L−1寡聚酸碘)可提高单株薯重、大薯数量及产量,提高马铃薯商品薯生产,获得较高的经济效益。

  • 图  1   分子标记及关联信号在染色体上的分布

    从外到内依次为参考基因组染色体坐标、染色体上基因分布(颜色越深表示基因密度越大)、SNP密度分布(圆点越密集表示SNP密度越大)、InDel密度分布(三角形越密集表示InDel密度越大)、Index值在染色体上的分布。

    Figure  1.   Distribution of SNPs, InDels, and associated signals on chromosome

    Shown from outside inward: chromosome coordinates of reference genome, genes distribution on chromosome (darker color indicates greater gene density), SNP density distribution (density of dots corresponds to that of SNP), InDel density distribution (density of triangles reflects that of InDel), and distribution of indices on chromosome.

    图  2   H池和L池SNP-index、∆(SNP-index)分布情况

    图中不同颜色表示不同的染色体,横坐标为1~28号染色体上每个window的具体物理位置,纵坐标为位置所对应的Index值。

    Figure  2.   SNP-index and ∆(SNP-index) distribution of H-pool and L-pool.

    Different colors represent different chromosomes; x-axis is for physical location of each window on chromosomes 1 to 28; y-axis is for Index corresponding to respective locations.

    图  3   候选基因的GO注释

    Figure  3.   GO annotation of candidate genes

    表  1   测序数据质量

    Table  1   Statistics on quality of sequencing data

    样品编号
    Sample ID
    原始数据量
    Raw data/bp
    过滤后数据量
    Clean base/bp
    原测序reads 数
    Raw reads
    过滤后reads 数
    Clean reads
    Q20/%Q30/%GC含量
    GC content/%
    菁松(JS)3800021706295123605422516704173817098.1094.0438.83
    芙蓉(FR)58535011085771738817387649083826993497.9193.5638.96
    H-pool160802225401591134015010649154010550009698.1394.1138.89
    L-pool164013180001623207062810861800010762401498.1394.1138.66
    Q20:高质量测序数据中质量值≥20的碱基所占百分比;Q30:高质量测序数据中质量值≥30的碱基所占百分比。
    Q20:The percentage of the bases whose Phred value are more than 20; Q30:The percentage of the bases whose Phred value are more than 30.
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    表  2   质控数据与参考基因组比对情况

    Table  2   Matching between quality control data and reference genome

    样品编号
    Sample ID
    比对率
    Mapped ratio/%
    比对到基因组上的reads比例
    Properly ratio/%
    平均测序深度
    Average depth
    基因组覆盖度(1×)
    Genome coverage(1×) /%
    基因组覆盖度(5×)
    Genome coverage(5×) /%
    菁松(JS)98.8482.72 10.3494.7084.71
    芙蓉(FR)98.8882.289.4494.4182.61
    H-pool98.9081.2926.0297.0493.59
    L-pool98.8282.3827.5997.0293.59
    1×覆盖度:1 个碱基覆盖的位点占基因组的百分比;5×覆盖度:5个碱基覆盖的位点占基因组的百分比。
    Coverage 1×: the percentage of at least 1 base-covered site in reference genome; Coverage 5×: the percentage of at least 5 base-covered sites in reference genome.
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    表  3   关联区域信息统计

    Table  3   Statistics of the related genes

    染色体编号
    Chromosome ID
    关联区域起点
    Start of associated
    regions/bp
    关联区域终点
    End of associated
    regions/bp
    关联区域长度
    Associated region
    size/Mb
    SNP数量
    SNP number
    关联区域内基因个数
    Gene number in the
    associated regions
    第13染色体 Chr 1332300003730000 0.5011 13
    第4染色体 Chr 412350000129200000.503948
    第2染色体 Chr 2443000049300000.57179
    合计 Total1.576770
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    表  4   候选基因的KEGG通路分析

    Table  4   KEGG pathway of genes in candidate regions

    一级代谢
    Primary metabolism
    二级代谢
    Secondary metabolism
    三级代谢
    Tertiary metabolism
    通路编号
    Ko ID
    基因编号
    Gene ID
    新陈代谢
    Metabolism
    聚糖生物合成与代谢
    Glycan biosynthesis and metabolism
    糖胺聚糖降解
    Glycosaminoglycan degradation
    ko00531KWMTBOMO07657
    O-聚糖生物合成
    Other types of O-glycan biosynthesis
    ko00514KWMTBOMO02149
    脂质代谢
    Lipid metabolism
    初级胆汁酸生物合成
    Primary bile acid biosynthesis
    ko00120KWMTBOMO02138
    有机体系统
    Organismal systems
    免疫系统
    Immune system
    RIG-I样受体信号通路
    RIG-I-like receptor signaling pathway
    Ko04622KWMTBOMO02145;
    KWMTBOMO07659;
    KWMTBOMO02143
    Toll样受体信号通路
    Toll-like receptor signaling pathway
    ko04620KWMTBOMO07659
    NOD样受体信号通路
    NOD-like receptor signaling pathway
    ko04621KWMTBOMO07659
    内分泌系统
    Endocrine system
    胰高血糖素信号通路
    Glucagon signaling pathway
    Ko04922KWMTBOMO07653;
    KWMTBOMO07652;
    KWMTBOMO02146
    甲状腺激素信号通路
    Thyroid hormone signaling pathway
    ko04919KWMTBOMO07653;
    KWMTBOMO07652
    胰岛素信号通路
    Insulin signaling pathway
    ko04910KWMTBOMO02146
    神经系统
    Nervous system
    长时程增强效应
    Long-term potentiation
    ko04720KWMTBOMO07653;
    KWMTBOMO07652
    神经营养因子信号通路
    Neurotrophin signaling pathway
    ko04722KWMTBOMO07659
    环境适应
    Environmental adaptation
    生理节律 Circadian rhythmko04710KWMTBOMO00853
    环境信息加工
    Environment information processing
    信号转导
    Signal transduction
    Ras信号通路 Ras signaling pathwayko04014KWMTBOMO02152
    丝裂原活化蛋白激酶信号通路
    MAPK signaling pathway
    Ko04013KWMTBOMO02145;
    KWMTBOMO07659;
    KWMTBOMO02143
    钙离子信号通路
    Calcium signaling pathway
    ko04020KWMTBOMO02146
    低氧诱导因子-1信号通路
    HIF-1 signaling pathway
    ko04066KWMTBOMO07653;
    KWMTBOMO07652
    Wnt信号通路
    Wnt signaling pathway
    ko04310KWMTBOMO07653;
    KWMTBOMO07652;
    KWMTBOMO00853
    环磷酸腺苷信号通路
    cAMP signaling pathway
    ko04024KWMTBOMO07653;
    KWMTBOMO07652
    Notch信号通路 Notch signaling pathwayko04330KWMTBOMO07653;
    KWMTBOMO07652
    Jak-STAT信号通路
    Jak-STAT signaling pathway
    ko04630KWMTBOMO07653;
    KWMTBOMO07652
    TGF-β信号通路
    TGF-beta signaling pathway
    ko04350KWMTBOMO07653;
    KWMTBOMO00853;
    KWMTBOMO07652
    刺猬信号通路
    Hedgehog signaling pathway
    ko04341KWMTBOMO00853
    细胞进程
    Cellular processes
    细胞生长和死亡
    Cell growth and death
    细胞周期 Cell cycleKo04110KWMTBOMO07653;
    KWMTBOMO07652;
    KWMTBOMO00853
    细胞凋亡 Apoptosisko04214KWMTBOMO07659
    卵母细胞减数分裂 Oocyte meiosisko04114KWMTBOMO00853
    细胞通讯 Cell communication黏着连接 Adherens junctionko04520KWMTBOMO07653;
    KWMTBOMO07652
    运输与分解代谢
    Transport and catabolism
    内吞作用 Endocytosisko04144KWMTBOMO07659
    溶酶体 Lysosomeko04142KWMTBOMO07657
    遗传信息加工 Genetic information processing折叠、组装和降解
    Folding, sorting and degradation
    泛素介导的蛋白质水解
    Ubiquitin mediated proteolysis
    ko04120KWMTBOMO07659;
    KWMTBOMO02114;
    KWMTBOMO00853
    蛋白质在内质网上的加工
    Protein processing in endoplasmic reticulum
    ko04141KWMTBOMO02147;
    KWMTBOMO00853
    蛋白酶体 Proteasomeko03050KWMTBOMO02148
    转录 Transcription转录因子 Basal transcription factorsko03022KWMTBOMO02120
    剪接体 Spliceosomeko03040KWMTBOMO02133
    翻译 Translation核糖体 Ribosomeko03010KWMTBOMO02140
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-09-14
  • 修回日期:  2021-12-19
  • 录用日期:  2021-09-14
  • 网络出版日期:  2022-08-06
  • 刊出日期:  2022-07-27

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