宽皮柑橘褐斑病抗性的全基因组关联分析

[目的]挖掘宽皮柑橘褐斑病抗性基因及抗病资源中的相关基因型,为柑橘品种抗褐斑病改良提供依据.[方法]在夏秋两季对 136 份宽皮柑橘离体叶片进行褐斑病病菌接种试验,将两次试验结果取交集,得到 121 份宽皮柑橘的褐斑病感抗结果.用 121 份宽皮柑橘表型对前人开发的CAPS进行验证,再对这 121 份宽皮柑橘的表型结果与利用简化基因组获得的SNP基因型结果进行主成分分析、GWAS分析和Fst分析,获得宽皮柑橘褐斑病抗性相关SNP位点.对通过GWAS获得的SNP进行基因型分析,在所有候选SNP的上下游 25 kb范围内选取候选基因,根据phytozome注释对候选基因进行筛选.在感病资源'秤砣红橘'和抗病资源'新克里曼丁'接种褐斑病病菌 24、48 和 72 h 后,利用实时荧光定量 PCR对筛选出的基因进行表达量分析.[结果]发现在 121 份宽皮柑橘中,温州蜜柑和克里曼丁类等 67 份资源表现抗褐斑病,大部分红橘和椪柑等 54 份资源感褐斑病.本研究发现前人开发的CAPS准确率为 76.86%,其相关性为中等程度相关.以-log10(P)＞4.5 为标准,GWAS筛选出 6 个强关联SNP;以Fst＞0.38 为标准,Fst筛选出 8 个SNP.GWAS筛选出的 6 个SNP的基因型与宽皮柑橘抗褐斑病表现为强相关,其中位于 3 号染色体上 24 838 146 bp位置处Ciclev10021676的SNP1 基因型对宽皮柑橘抗褐斑病区分能力最强.从 14 个 SNP 中筛选出 Ciclev10018604、Ciclev10023485、Ciclev10023486、Ciclev10024586和Ciclev10019874等 5 个基因.这 5 个基因在'秤砣红橘'接种病原菌后表达量上调,且都在 48 h后表达量达到最高,上调倍数高达 90 倍.[结论]通过GWAS挖掘出 3 号染色体上 24 838 146 bp位置的SNP与宽皮柑橘褐斑病抗病性相关性最显著,相关系数为 0.641.并且该位置的基因型能比较有效地将抗性资源和感病资源进行区分.挖掘到Ciclev10019874、Ciclev10018604、Ciclev10023485、Ciclev10024586、Ciclev10023486等 5 个调控宽皮柑橘抗褐斑病的候选基因.