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Hortic Res | 北京林业大学构建菊花花型高密度遗传图谱

花匠小妙招
2024-11-22 05:29

菊花（ Chrysanthemum × morifolium Ramat.）以其千姿百态的花型著称于世。由于其花型要素构成复杂，对菊花花型形成的遗传机制始终难以解析。北京林业大学戴思兰教授课题组经过多年的观测和分析，将菊花花型解析为舌状花和管状花的形态，以及两者之间的相对数量。据此重新定义了两个影响花型的重要性状：一个是舌状花花冠筒基部合生程度（花冠筒长/舌状花长，简称CTMD），用于描述舌状花基本形态；另一个是舌状花相对数量（舌状花数量/头状花序小花总数量或舌状花轮数/头状花序小花总轮数，简称RNRF），用于描述头状花序重瓣性。经过遗传分析发现这两个复杂数量性状均符合主基因+多基因混合遗传模型。这一研究为进一步解析菊花花型奠定了形态学和遗传学基础。

2020年7月，Horticulture Research在线发表了 北京林业大学林木分子设计育种高精尖创新中心戴思兰教授课题组题为 High-density genetic map construction and identification of loci controlling flower-type traits in Chrysanthemum (Chrysanthemum × morifolium Ramat.)的研究论文。

高密度遗传图谱（High-density genetic map）是解析复杂数量性状遗传规律的重要方法。该研究以CTMD和RNRF差异较大的亲本杂交获得305个F1后代。利用SLAF-seq技术，构建了一张平均图距为0.76 cM的菊花高密度遗传连锁图谱。基于这一图谱，经过连续两年检测共获得123个与花型性状相关的QTLs，其中包括控制CTMD的3个主效QTLs和控制RNRF的4个主效QTLs。通过与已发表的近缘种的基因组和转录组数据进行共线性比对分析发现，这一菊花遗传图谱上有402、150和8个SNP标记可以分别比对到甘野菊（ C. seticuspe ）、向日葵（ Helianthus annuus ）和生菜（ Lactuca sativa ）的参考基因组上。结合向日葵和生菜的基因组注释信息，经检测得到了8个与上述花型性状相关的候选基因。利用甘野菊的参考基因组，以及毛华菊（ C. vestitum ）和甘菊（ C. lavandulifolium ）转录组数据进行同样的比对分析，得到与上述花型性状相关的31个候选基因。这一研究为菊花花型改良的分子标记辅助育种、基因定位以及相关基因的图位克隆奠定了基础。

Fig. 1 The pair of chrysanthemum parents and some of the F1population, demonstrating the difference in CTMD and the relative number of ray florets. Scale is 1 cm.

Fig. 2 Morphological variation of ray florets in F1hybrids.

Fig. 3 High-density genetic map of Chrysanthemum based on 6,452 SNPs.

Fig. 4 The results of the major QTL test for CTMD and RNRF.

文章链接：

https://www.nature.com/articles/s41438-020-0333-1

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