利用转录组学辅助的数量性状基因座精细作图技术鉴定玉米的抗灰斑病基因ZmEGH

《Theoretical and Applied Genetics》：Transcriptomics-assisted quantitative trait locus fine mapping for the identification of a gray leaf spot resistance gene ZmEGH in maize

　　

摘要

核心要点

通过将QTL精细定位与转录组分析相结合，我们在157.4 kb的基因组区间内找到了Zm00001d053733 (ZmEGH)，该基因在疾病抗性共表达网络中属于核心基因，同时可能是玉米灰叶斑病抗性的候选基因。

摘要

灰叶斑病是一种在全球范围内危害玉米的严重真菌性叶部疾病，而其对灰叶斑病的抗性是一种典型的数量性状，受复杂的遗传结构调控。本研究利用高度抗病的自交系T32和高度感病的自交系J51所衍生的多代群体进行遗传分析。通过高密度连锁作图后再进行精细定位，我们在4号染色体上找到一个主要的数量性状基因座（QTL），命名为qGLS4，其物理范围为157.4 kb。为进一步确定候选基因，我们获取了这两个亲本系及其回交后代在病原体接种前后的RNA-seq数据。通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）找出与疾病指数相关的基因模块，从而在精细定位的区域中筛选出10个候选基因。其中“棕色模块”与疾病指数呈强烈的正相关。在該QTL区间内，Zm00001d053733（ZmEGH）被确定为该模块中的核心基因，且仅在抗性基因型中表现出由病原体诱导的表达。值得注意的是，ZmEGH在高度抗病的亲本系T32中的表达显著上调，且存在于植物-病原体相互作用途径中，这进一步支持了它作为灰叶斑病抗性关键候选基因的可能性。