丝瓜雌性系的遗传定位与候选基因分析

《BMC Plant Biology》：BSA-seq based genetic mapping of gynoecy regulating gene(s) in sponge gourd (Luffa cylindrica L)

　　

摘要

背景

雌性系是提高丝瓜（Luffa cylindrica L.）杂交种子生产效率和产量潜力的重要繁殖性状。尽管其具有育种重要性，但该作物雌性性别表达的遗传机制在很大程度上仍未被探索。因此，本研究利用雌性系PGY-10与雌雄同株系PSG-223杂交产生的分离群体，研究了雌性系的遗传模式、基因组定位、连锁分析及推定的候选基因。

结果

对F₂、F_2:3后代及回交群体的表型评估表明，雌性系受单一隐性基因控制。对169株F₂植株的混合分离分析结合全基因组重测序，鉴定了与雌性系相关的主要基因组区域，位于Luffa_cylindrica_var_P93075_v1参考基因组的第11号染色体上。利用17个多态性竞争性等位基因特异性PCR（KASP）标记进行的连锁分析进一步将雌性系相关位点SG_gy11限定在1.43 Mb的区间内，其侧翼标记为SGMJP_1854186（1.43 cM）和SGMJP_3281262（3.71 cM）。该映射区间内的基因注释鉴定了六个与生殖发育和激素介导途径相关的推定候选基因，表明它们可能参与雌性性别表达。

结论

本研究首次提供了丝瓜中控制雌性系的主要隐性基因的遗传证据，并鉴定了用于标记辅助选择的紧密连锁KASP标记。所鉴定的基因组区域和候选基因为解析性别表达的分子调控机制以及加速丝瓜杂交育种项目中雌性亲本品系的培育提供了宝贵资源。