陆地棉产量相关性状QTL的Meta分析及候选基因鉴定

　　

摘要： 产量是陆地棉遗传改良与品种选育的首要目标性状之一。定位陆地棉产量相关数量性状位点(QTL)并挖掘其候选基因，对于通过分子育种手段提升棉花产量潜力具有重要意义。整合已报道的QTL以鉴定控制陆地棉产量相关性状的稳定主效QTL和候选基因，是开展棉花产量相关性状分子改良的基础和关键。本研究基于42项独立研究，共收集了3366个与11个产量相关性状相关的原始QTL。利用11,242个标记构建共识遗传图谱，将上述原始QTL中2751个投影至共识遗传图谱上，鉴定出209个与产量性状相关的Meta-QTL (MQTL)。其中61个MQTL区域得到全基因组关联分析(GWAS)中显著SNP位点的验证。在这些经GWAS共定位的MQTL中，鉴定到一个主效MQTL (MQTL6)，表型变异解释率(R²)最高为18.36%、整合初始QTL数量为24个、置信区间(CI)缩小至2.7 cM。结合转录组测序(RNA-seq)与实时荧光定量PCR (RT-qPCR)分析，从MQTL6区间内筛选出2个与产量密切相关的候选基因GhEB1C和GhHIPP23。通过病毒诱导的基因沉默(VIGS)验证，发现GhEB1C主要调控种子与棉铃发育，而GhHIPP23同时调控种子发育与衣分形成，表明二者在陆地棉产量形成中具有重要调控作用。该研究结果为解析陆地棉产量性状的遗传机制提供了新见解，并为高产棉花品种的分子育种提供了候选基因资源。