项目文章芥菜花色突变基因定位
芸薹属是十字花科下一个重要属种，包括了多种常见的农业及园艺作物，像白菜、芥菜、甘蓝、油菜等，小编上期已与大家分享了由我公司参与，近期发表在DNAresearch上，基于SLAF-seq测序技术对甘蓝型油菜早熟性状进行了全基因组关联分析的文章。下面给大家分享一篇同样是芸薹属品种--芥菜的重测序分析的文章，该文章由华中农业大学与百迈客合作，发表于MolGenetGenomics，基于重测序-BSA定位芥菜白花突变体Bjpc2基因。
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材料与方法
亲本：白花芥菜JG-1，黄花芥菜L12-5
群体：BC4群体；
混池规模：30+30
测序平台：IlluminaHiSeq
测序策略：亲本20×，子代混池30×
分析方法：Δ(SNP-index)关联分析
转录水平分析：QRT-PCR和RNA-seq
表型分析：高效液相色谱（HPLC）和透射电镜（TEM）
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结果与分析
1.表型的鉴定
芥菜亲本JG-1表现为白花表型，L12-5表型为黄花表型，通过对其杂交BC3群体表型基因型分析，发现BjPC1和BjPC2两基因影响着JG-1的花色，前期已将BjPC1定位到0.13-cM区段内。在本研究中，作者利用JG-1与L12-5杂交BC4群体对BjPC2进行基因定位。
图1芥菜不同花色变化
2.全基因组测序分析
作者对两亲本，两混池测序分析，共得到.09Grawdata，过滤低质量数据，得到.53Gcleandata，Q30达到88.76%，基因覆盖度88%。通过对两混池间SNP位点Δ(SNP-index)关联分析，将BjPC2初步定位至B04染色体0.06–1.66Mb，2.12–2.97Mb两个区段内（图2）。
图2BjPC2初定位
3.基因精细定位
为进一步克隆BjPC2，基于亲本测序数据，在初定位区段内开发SSR引物，通过图位克隆的方法定位基因。通过标记检测，作者在SSR处发现1株交换单株，SSR80、SSR标记表现出没有交换单株，与BjPC2共分离，SSR78处有4株交换单株，且不同于SSR处的交换单株，最终将BjPC2定位至SSR78与SSR标记之间31-kb区间内，在此区间内有6个候选基因（BjuB，BjuB，BjuB，BjuB，BjuB，BjuB）（图3）。
图3BjPC2精细定位
4.候选基因预测
作者通过对6个候选基因转录本测序分析，发现其中5个发生了非同义突变。QRT-PCR结果显示，这5个基因中，BjuB和BjuB几乎在黄色和白色花瓣中未检测到表达，BjuB和BjuB在黄色和白色花瓣中表达量虽有差异但两者表达量均较低，然而在黄色花瓣中BjuB基因表达量是白色花瓣的7倍（图4a），BjuB编码拟南芥AT3G的同源蛋白，该蛋白具有植酸酯合成和二酰基甘油酰基转移酶活性。另外，不同花色材料不同组织的BjuB表达数据显示，BjuB只在花瓣中存在差异表达（图4b）。RNA-seq结果显示，BjuB在白色花瓣中的表达量比黄色花瓣下调了5倍，这与QRT-PCR结果是一致的。所以，作者推测BjuB可能为控制花色的候选基因。
图4候选基因表达量检测
作者为探索白花与黄花表型的差异是否由于类胡萝卜素的积累差异导致，利用HPLC技术，发现白色的花瓣没有积累类胡萝卜素酯，从而导致类胡萝卜素积累减少。此外，芥菜中类胡萝卜素特别是紫黄素的积累，导致产生了黄色花瓣。利用TEM技术对白色和黄色花瓣的质体进行形态观察发现，随着花瓣发育，黄色花瓣的质体逐渐转化成有色体并充满质体球滴结构，而白色花瓣的质体没有发育为有色体，质体球滴结构的数量也非常少（图5）。
图5透射电镜观察黄色和白色花瓣中质体不同发育阶段的形态
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总结
在本文中，作者首先应用重测序BSA对BjPC2初定位，基于测序数据设计引物进行基因定位，后期结合转录组数据，找出候选基因，通过HPLC与TEM数据解释了白花突变体表型形成的原因。
文章到这里就结束了，小编还有意犹未尽之感，后期BjPC2的基因命运如何，期待作者对其功能的探索。通过BSA、遗传图谱进行基因挖掘是开启后面功能研究的基础，小编总结了下年百迈客遗传群体发表过的文章，遗传图谱文章有21篇，累计影响因子72+，BSA发表文章8篇，累计影响因子19+。以下是文章列表：
(点击放大，图片更清晰）
参考文献
ZhangX,LiR,ChenL,etal.Fine-mappingandcandidategeneanalysisoftheBrassicajuncea,white-floweredmutantBjpc2,usingthewhole-genomeresequencing[J].MolecularGeneticsGenomics,:1-12.
胡思帆丨文案
张化铎丨审核
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