Xác định QTL và gen ứng cử viên gắn với tính trạng hạt đậu cô ve thông qua GWAS và RNA-Seq

 Xác định QTL và gen ứng cử viên gắn với tính trạng hạt đậu cô ve thông qua GWAS và RNA-Seq

Maria Jurado, Carmen García-Fernández, Ana Campa & Juan Jose Ferreira. 2024. Identification of consistent QTL and candidate genes associated with seed traits in common bean by combining GWAS and RNA-Seq. Theoretical and Applied Genetics; Published: 27 May 2024; Volume 137, article number 143

 

Phân tích di truyền kết hợp (association analysis), nghiên cứu tính chất đồng vị trí (colocation) QTL theo nghiên cứu trước đó, phân tích phổ biểu hiện di truyền cho phép người ta xác định được những QTLs và gen ứng cử viên điều khiển tính trạng hạt đậu cô ve.

 

Đậu cô ve có biến thiên di truyền rộng về dạnh hạt, kích thước, khả năng hấp thu nước, và vỏ bao hạt. Nghiên cứu nhằm mục đích xác định vùng mục tiêu trong hệ gen và gen ứng cử viên trong vùng đó điều khiển các tính trạng của hạt thông qua GWAS và phân tích phổ biểu hiện gen. Người ta sử dụng tập đoàn giống bao gồm 298 dòng thuộc Spanish Diversity Panel để đánh giá kiểu gen nhờ 4.658 chỉ thị SNP; đánh giá kiểu hình đối với 7 tính trạng hạt trong 3 mùa vụ. Ba mươi tám SNP-trait associations có ý nghĩa thống kê, kết quả chia ra được 23 QTL genomic regions với 1.605 gen được giả định. Vị trí của 5 vùng mang QTL gắn liền với tính trạng khối lượng hạt được thống nhất theo kết quả trước đó.Kết quả phân tích HCPC với chỉ thị SNP tìm ra được 5 vùng mang QTL thành 3 clusters di truyền chính có ý nghĩa đối với tính trạng khối lượng hạt. Phân tích chia ra nhóm tương ứng tốt với 2 gene pools đã được mô tả là: Andean và Mesoamerican. Biều hiện hạt đậu của giống ‘Xana’ trong 3 giai đạon phát triển hạt, và 1.992 gen DEGs (differentially expressed genes: gen biểu hiện khác nhau) được tìm thấy, chủ yếu khi người ta so sánh  phát hiển hạt giai đoạn sớm và muộn (1,934 gen DEGs). Có tất cả 91 gen DEGs liên quan đến tăng trưởng tế bào, chu trình truyền tín hiệu, yếu tố phiên mã cơ bả từ 23 QTL được phân lập. Hai mươi hai gen DEGs định vị trên 5 vùng QTL gắn liền với tính trạng khối lượng hạt, cho thấy chúng là “set” chủ lực của các gen ứng cử viên điều khiển khối lượng hạt đậu cô ve.  Kết quả cho thấy tính trạng khối lượng hạt là tổng các ảnh hưởng của hệ thống phức tạp trong các loci, đóng góp lớn đến sự hiểu biết về kiểu hình của hạt đậu cô ve.

 

Xem https://link.springer.com/article/10.1007/s00122-024-04638-5

 

Hình 3: Vị trí trên nhiễm sắc thể gắn với 7 tính trạng hạt thông qua GWAS (hộp màu xanh lá cấy). * Vvùng đồng vị trí với QTL được báo cáo trước đó của tính trạng hạt. Các DEGs biểu hiện trong giai đoạn phát triển hạt thông qua kết quả RNA-seq analysis (bên phải nhiễm thể)