芒果炭疽病抗性鉴定及基于全基因组重测序的抗病关联分析

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芒果炭疽病是芒果第一大真菌病害,严重影响芒果产业发展。本课题组前期对农业农村部热带果树种质资源圃保存的300多份芒果核心资源进行了多年的抗性评价,确定了‘金煌’为炭疽病高抗品种,‘爱文’为高感品种,并以‘金煌’为母本‘爱文’为父本构建杂交群体,获得杂交后代170株。本研究以该杂交F1代为材料,采用室内离体接种法评价了F1代抗性等级,利用全基因组重测序结合抗病性数据进行全基因组关联分析,筛选到与抗炭疽病显著相关的候选基因并对其功能进行初步分析,研究结果为解析芒果炭疽病抗性分子机制和选育优质抗性品种提供了重要理论依据。获得如下结果:1、芒果杂交群体炭疽病抗性鉴定:通过室内离体组织回接实验,确定了孢子悬浮液为抗病性鉴定的最佳接种体;叶片采用刺伤接种法而果实用无创伤接种法。离体叶片回接试验结果显示F1代中炭疽病高抗、中抗、中感和高感的株数分别为4、76、79和11;离体果实回接病菌后,挂果的58株子代中表现为高抗、中抗、中感和高感单株的比例分别为5.1%、36.2%、50.0%和8.6%。未发现免疫品种。2、杂交群体全基因组重测序结果表明:共获得770.06 Gb的原始数据,过滤后正确识别率大于Q30的碱基占比介于90.75%-93.07%;所有样本过滤后GC比例分布在34.72%-38.16%之间,表明测序质量良好可准确反映基因组信息。将测序所得Clean Reads对比到参考基因组,所有比对上的Reads数目比例介于77.84%-90.82%。本次测序平均每个位点的覆盖深度为11.39×,基因组覆盖度和测序错误率控制均得到较好保证。所有样本共获得变异位点5241271个,基因组上每兆平均变异位点约13340个,检出变异位点质量较高。所有变异位点在基因间区、内含子区和外显子区分布率分别为56%、19%和7%。3、抗病性全基因组关联分析结果表明:将全基因组重测序所得原始变异位点质控过滤后共剩余3358500个,包括3117866个SNP位点和240634个In Del位点。结合抗病性鉴定结果采用混合线性模型进行全基因组关联分析,共检测到的6个显著关联的SNP位点,分布于1号、11号和17号染色体上。在显著位点50 kb附近的区段内共获得22个与芒果炭疽病抗性相关联的候选基因。对候选基因进行GO富集分析发现,在水杨酸介导的信号通路和细胞对水杨酸刺激的反应生物学过程等出现基因显著富集现象。通过KO富集分析发现3个位于17号染色体不同位置上的芒果基因参与了TGACG motif-binding factor(TGA)转录因子代谢调控,可能水杨酸介导的代谢通路在芒果抗炭疽病过程中发挥重要作用。
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