QTL荟萃分析提供了控制部分抗性的位点的全面观点gydF4y2Ba丝囊霉属euteichesgydF4y2Ba豌豆抗性的四种来源gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

通过QTL金字塔和多样化策略开发持久的植物对病原体的遗传抗性需要对可用种质中的多基因抗性有深入的了解。对根腐病的多基因部分抗性gydF4y2Ba丝囊霉属euteiches,gydF4y2Ba世界上最具破坏性的豌豆病原体之一，以前在个体测绘种群中被解剖。然而，目前还没有关于在更广泛的豌豆种质资源中抗性QTL多样性的数据。在这项研究中，我们对豌豆中4个主要抗性来源的隐霉根腐病抗性QTL进行了meta分析，并将它们与控制形态或物候性状的基因/QTL以及推测的候选基因进行了比较。gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

利用先前在三个定位群体(Puget x 90-2079, Baccara x PI180693和Baccara x 552)和本研究的第四个定位群体(DSP x 90-2131)中报道的244个QTL进行荟萃分析，鉴定出27个用于抗性的meta-QTLgydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba．与单个QTL的平均置信区间相比，meta-QTL的置信区间平均缩短了4倍。鉴定出11个一致的meta-QTL，突出了7个高度一致的基因组区域。在作图群体中观察到的meta-QTL特异性很少，这表明耐药性的来源不是独立的。7个抗性meta-QTL，包括6个高度一致的基因组区域，与本研究中鉴定的6个早熟性和株高meta-QTL共定位，并与3个形态基因(gydF4y2BaAf A RgydF4y2Ba）.在干豌豆育种中，产生抗性的等位基因往往与不受欢迎的等位基因相关联。6个主要的meta-QTL区域的候选基因通过豌豆和玉米的共线性被鉴定出来gydF4y2BaMedicago truncatulagydF4y2Ba基因组。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

QTL荟萃分析概述了控制部分抗性的位点的适度低多样性gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba豌豆抗性的四个主要来源。鉴定了七个高度一致的基因组区域，这些区域在标记辅助选择中具有潜在的用途。几个主要QTL区域的置信区间降低，抗性等位基因和形态/物候等位基因之间存在共分离。需要进一步的工作来确定QTL的最佳组合，以持久地增加部分抗性gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

在栽培作物中，多基因抗性经常导致部分但可能更持久的抗性水平[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba是许多育种计划的主要目标。减少化学品使用的压力和植物物种中主要抗性基因的频繁破坏促使许多作物品种整合多基因抗性。多基因抗性由许多数量性状位点(QTL)控制，这些位点表达从次要到主要的效应，其功能作用通常知之甚少[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba，gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。多种主要或次要抗性基因的组合和多样化使用应导致抗性水平的提高[gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]以及限制病原菌种群对植物遗传抗性的适应[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]。挖掘控制多基因抗性的多种基因位点和基因功能，并与现有的主要抗性基因结合使用，有望成为持久提高植物遗传抗病性的关键策略。深入了解栽培作物品种遗传资源中控制多基因抗性的QTL的多样性，是长期遗传改良的必要条件。圣克莱尔(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba综述了来自多个种质来源的几个双亲本群体的抗性QTL多样性研究，以及随后标记辅助选择(MAS)对抗性QTL多样性的应用。多亲本群体的连锁图谱[gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]和关联的重组自交系或自然群体的关联作图[gydF4y2Ba12gydF4y2Ba，gydF4y2Ba13gydF4y2Ba与以往的研究相比，已经开发出更强大的检测和比较基因型多样性中阳性等位基因的方法。与全基因组关联遗传学相结合的全基因组测序数据已被证明是研究植物抗病QTL多样性和高分辨率检测特定群体中常见抗性等位基因的一种很有前途的方法[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]。QTL荟萃分析[gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]也被证明是一种有用的方法，可以获得控制植物感兴趣性状的位点多样性的合成表示。它包括将以前QTL报告的结果结合到与性状变异相关的共识基因组区域或元QTL中。与单个QTL的位置估计相比，这些元QTL的位置估计具有更高的准确性。QTL荟萃分析的统计方法已在两个主要软件包Biomercator [gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]及Meta-QTL [gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]。这种方法最近已应用于植物[gydF4y2Ba18gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba21gydF4y2Ba]，对于获得基因座的概况和提高识别控制多基因抗性的候选基因的分辨率尤其有用[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba29gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

隐菌根腐病，由土传卵菌引起gydF4y2Ba丝囊霉属euteichesgydF4y2BaDrech。，is one of the most damaging pea diseases worldwide [30.gydF4y2Ba]，是法国豌豆生产的主要限制因素。由于缺乏足够的化学或栽培方法来控制这种疾病，需要开发具有可接受的抗性水平的豌豆品种来维持豌豆生产。在豌豆中，抵抗gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba已被证明是部分的，多基因遗传的[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba]并与一些不受欢迎的性状相关，如节间长、花青素产生和开花晚[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba(法国巴黎，Roux-Duparque)通讯)。以前对内部多样性的探索研究gydF4y2BaPisumgydF4y2Ba为了抵抗gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba据报道，抗性来源很少[gydF4y2Ba33gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba35gydF4y2Ba] (Pilet-NayelgydF4y2Baet al。gydF4y2Ba未公开的数据)。在过去的30年里，已将少数抗性来源整合到豌豆抗根腐病育种计划中。这些项目使美国释放出具有可接受农艺特性的种质，并提高了部分抗性水平[gydF4y2Ba36gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba42gydF4y2Ba]和在法国[gydF4y2Ba43gydF4y2Ba]。在过去的10年里，一个法美合作的研究项目进行了多基因抗性的基因解剖gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba4个主要抗性来源(90-2079、90-2131、PI180693和552)源自和/或整合到各种育种计划中。这些抗性来源在法国和美国的几个不同的田间地点显示出最高和/或最稳定的抗性水平。他们提出了不同的家谱[gydF4y2Ba44gydF4y2Ba]，除PI180693和90-2131相关外[gydF4y2Ba38gydF4y2Ba但它们的抵抗程度不同。这一合作项目的结果已经报告了三个测绘人群[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba，gydF4y2Ba45gydF4y2Ba，gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。从RIL种群派生的交叉普吉特(易感gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba× 90-2079(耐gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba在美国)，14个QTL与隐菌根腐病抗性相关，其中3个QTL (gydF4y2BaAph1gydF4y2Ba，gydF4y2BaAph2gydF4y2Ba和gydF4y2BaAph3gydF4y2Ba)在不同的环境和分离物中检测到[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba，gydF4y2Ba45gydF4y2Ba]。在抗性种质系PI180693和552与易感品种百乐杂交而成的2个RIL群体中，共有23个基因组区域控制了百乐的部分抗性gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba被确定。这些区域包括跨环境(法国和美国)、分离株和遗传背景以及13种上位性相互作用的5个高度稳定的区域[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。本文报道了从DSP(易感)和90-2131(抗性)杂交得到的第四个RIL群体的QTL结果，以及独立作图研究之间的QTL比较。通过比较，可以更全面地了解4种来源的隐菌抗性位点的多样性。对抗性QTL的进一步了解将有助于制定QTL金字塔和多样化策略，以努力防止病原体克服关键和有限的抗性水平。将隐匿菌抗性QTL与控制其他农艺性状的QTL进行比较，有助于选择抗性与不需要的等位基因之间的正关联，避免选择负关联。gydF4y2Ba

本研究的目的是:(1)概述了与水稻抗性相关的QTL的多样性和结构基因组组织gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba在豌豆中，通过收集来自4个主要抗性来源的QTL定位数据，(ii)确定了隐性酵母抗性等位基因与控制形态和物候性状的等位基因之间的正、负共分离;(iii)利用豌豆-鉴定了主要meta-QTL降低置信区间的推定候选基因gydF4y2Bam . truncatulagydF4y2Ba转化基因组学。我们对耐药QTL进行了荟萃分析gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba(1)以前检测到的抗性QTLgydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba从三个电阻源(90-2079,552,PI180693) [gydF4y2Ba31gydF4y2Ba，gydF4y2Ba45gydF4y2Ba，gydF4y2Ba46gydF4y2Ba(ii)本研究中首次报道的来自额外抗性来源90-2131的QTL。我们还对控制形态和物候性状(株高和早熟性)的QTL进行了荟萃分析，这些QTL来自4个RIL群体中的3个群体的表型数据和QTL结果。最后，我们将鉴定的形态和物候meta-QTL的基因组定位与隐匿菌抗性meta-QTL的基因组定位进行了比较。我们利用pea- qtl鉴定了主要抗性meta-QTL的候选基因gydF4y2Bam . truncatulagydF4y2Ba翻译工具包gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba［gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

抗性的遗传分析gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba在DSP × 90-2131 RIL群体中gydF4y2Ba

该遗传图谱由DSP × 90-2131 RIL群体构建，共包含168个标记，包括107个SSRs, 56个rapd, 3个已知功能基因(2个开花相关基因，LD和FPA)。gydF4y2Ba48gydF4y2Ba]，以及一种假定的糖转运体SugTrans [gydF4y2Ba49gydF4y2Ba])和两个形态标记(gydF4y2BargydF4y2Ba和gydF4y2BaPlgydF4y2Ba)分布在9个连锁组(LG)上(图2)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.该图谱覆盖了1046 cM的Kosambi，约占豌豆SSR参考遗传图谱的77% [gydF4y2Ba50gydF4y2Ba]。168个标记中有5个(3%)与预期的孟德尔比率有显著偏差(α=0.01)。168个标记中，86个(51%)在豌豆参考遗传图谱中共有，平均分布在9个LG上[gydF4y2Ba50gydF4y2Ba]，包括74个SSR, 11个RAPD和1个形态标记(gydF4y2BaPlgydF4y2Ba）.这些共同标记在两个遗传图谱之间具有高共线性，除了LGIIb的远端部分，其中标记块的顺序颠倒。与参考图相比，在DSP × 90-2131图上，LGI的远端部分以及LGII和LGIII的中心点周围区域仍未被标记物覆盖。gydF4y2Ba

对控制条件下的DSP × 90-2131抗性数据分析表明，作为对照的5个豌豆品系的根腐病指数(RRI)得分除1个外均符合预期gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba菌株，证实了[gydF4y2Ba51gydF4y2Ba]及[gydF4y2Ba52gydF4y2Ba[附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.RRI评分在DSP × 90-2131 RRI中表现出极显著的基因型和阻断效应(gydF4y2BaPgydF4y2Ba除Ae85外，各菌株均< 0.001)。RRI的平均遗传力为中等(gydF4y2BahgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba= 0.55 (Ae85菌株)至高(gydF4y2BahgydF4y2Ba^2gydF4y2BaRB84菌株= 0.91)。除RB84(附加文件)外，RIL群体的RRI校正均值分布与6个菌株均呈正态曲线拟合gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.感染Ae85菌株的RIL人群症状水平低于其他5种菌株(μ = 1.9和2.9 ~ 3.6)。与亲本值相比，在6个菌株中均观察到抗性和敏感性增加的越界RIL分离。gydF4y2Ba

对所研究的11个田间环境中DSP x 90-2131抗性数据的分析显示，基因型效应非常显著(gydF4y2BaPgydF4y2Ba≤0.002)，除了两个变量(RI-2002-RRI, RI-2003-ADI1)和显著的块效应(gydF4y2BaPgydF4y2Ba≤0.002)。平均遗传力为0.25 (RI-2003-ADI1) ~ 0.87 (PLM-2000-ADI1)，较低(gydF4y2BahgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba≤0.40)，中等(0.40 hgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba≤0.70)，高(hgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba> 0.70)的6个航迹下降指数(ADI)变量(附加文件gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba）.除了Pullman在2000年和2003年获得的ADI分数外，RIL人群中每个变量的调整后平均分数的频率分布倾向于拟合正态曲线gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba）.根据地点和年份的不同，观察到RRI和ADI变量的RIL人口的平均值和范围之间的差异。在所有的实验中，都观察到越界的种族，要么比父母更容易受到影响，要么更有抵抗力。gydF4y2Ba

半数来自不同田间标准和环境的DSP × 90-2131 RIL表型数据显著(gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.001)，并与大多数其他字段数据正相关(附加文件gydF4y2Ba4gydF4y2Ba）.遗传力值较低的资料与其他野外资料(RI-2002-RRI、RI-2003-ADI1、DI-2003-RRI和LS-2003-ADI1)相关性较差。在控制条件下对六人进行评估的数据gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba菌株高度相关(gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.001)。RB84菌株数据与法国和美国田间条件下的大部分RRI和ADI评分呈显著正相关，而其他菌株数据与很少或没有田间评分数据呈显著正相关。gydF4y2Ba

在DSP × 90-2131 RIL群体中，共检测到79个加性效应QTL，对应于分布在9个连锁群中的25个基因组区域，在11个田间环境和6个控制条件下进行了评估(图2)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba、附加文件gydF4y2Ba5gydF4y2Ba）.一个主要的QTL，gydF4y2BaAePs7.6gydF4y2Ba，以前在[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba在研究的11个野外环境中收集的ADI和/或RRI数据以及在受控条件下收集的6个菌株中的5个在LGVII上一致检测到。的gydF4y2BaAe-Ps7.6gydF4y2Ba该基因组区域覆盖约35 cM，占表型变异的大部分，对RB84菌株的抗性率为59.8%。两个QTL,gydF4y2BaAe-Ps3.1gydF4y2Ba和gydF4y2BaAe-Ps5.1gydF4y2Ba，先前确定的[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]，在LGIIIa和lgiv(靠近gydF4y2BaRgydF4y2Ba轨迹)，特别是来自ADI和/或RRI的实地数据(gydF4y2BaAe-Ps3.1gydF4y2Ba)和在受控条件下的六个应变数据(gydF4y2BaAe-Ps5.1)gydF4y2Ba．LGIV和LGIV的5个基因组区域(gydF4y2BaAe-Ps4.1, Ae-Ps6.1gydF4y2Ba，gydF4y2BaAe-Ps4.3, Ae-Ps4.4gydF4y2Ba和gydF4y2BaAe-Ps6.4)gydF4y2Ba，与3 - 5个田间和/或受控条件抗性QTL一致相关。分布在7个LG上的17个QTL，从同一标准的一个或两个变量中鉴定出的一致性较差。对于从至少三个变量中检测到的8个总基因组区域，除了从法国大田(gydF4y2BaAe-Ps4.1gydF4y2Ba和gydF4y2BaAe-Ps6.1gydF4y2Ba)或受控条件(gydF4y2BaAe-Ps5.1gydF4y2Ba)数据。八个地区中的四个(gydF4y2BaAe-Ps7.6, Ae-Ps5.1, Ae-Ps4.4gydF4y2Ba和gydF4y2BaAe-Ps4.3gydF4y2Ba)解释了至少一个变量所观察到的表型变异的15%以上。抗性是由90-2131和DSP等位基因贡献的，无论变量是什么。gydF4y2BaAe-Ps7.6, Ae-Ps5.1, Ae-Ps3.1, Ae-Ps4.1gydF4y2Ba)及二(gydF4y2BaAe-Ps4.4, Ae-Ps6.1gydF4y2Ba)。四种显著的成对上位相互作用被确定为增加抗性gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba尤其是对RB84菌株。所有的相互作用都至少涉及一个次要的QTLgydF4y2BaAe-Ps7.3gydF4y2Ba(附加文件gydF4y2Ba6gydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

DSP × 90-2131、Baccara × PI180693和Baccara × 552 RIL群体的早熟性和株高遗传分析gydF4y2Ba

各环境和群体中早熟率和株高数据的方差分析显示，基因型效应显著(gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.0001)，无显著阻滞效应(gydF4y2BaPgydF4y2Ba> 0.05)。在3块设计中，开花性状(FLO)和株高变量(HT)的平均遗传力非常高(gydF4y2BahgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba> 0.80)，除了2003年在第戎评估的FLO1(附加文件)gydF4y2Ba7gydF4y2Ba）.在DSP × 90-2131和Baccara × 552群体中，FLO和HT得分的频率分布与正态曲线密切相关。在大多数环境下，Baccara × PI180693群体的FLO分布倾向于拟合双峰曲线，尽管亲本系的FLO值相似。FLO和HT评分显著(gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 0.001)，分别与Baccara × 552、DSP × 90-2131和Baccara × PI180693群体的no、few和most隐性菌抗性变量评分呈负相关(数据未显示)。在所有环境(受感染/健康)中，每个种群的FLO和HT值高度相关。gydF4y2Ba

在3个RIL群体的开花性状(FLO1、FLO2)中，共检测到33个加性效应QTL，对应14个基因组区域。此外，还检测到与株高(HT)相关的3个基因组区域对应的加性效应QTLgydF4y2Ba8gydF4y2Ba和gydF4y2Ba9gydF4y2Ba，图gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.FLO和HT性状的基因组区域未发现共定位。四个基因组区域一致检测到FLO，每个区域包含4到6个单独的QTL。其中三个(gydF4y2Baflol - ps2.2, flol - ps3.1, flol - ps7.2)gydF4y2Ba解释高达40.8%的表型变异，而gydF4y2BaFlo-Ps1.2gydF4y2Ba解释了10%的变异。另外两个地区(gydF4y2BaFlo-Ps1.1gydF4y2Ba和gydF4y2BaFlo-Ps6.3gydF4y2Ba)，每个包含两个单独的QTL。gydF4y2BaFlo-Ps6.3gydF4y2Ba解释了高达40%的表型变异。在6个区域中，等位基因的早熟率最高gydF4y2BaFlo-Ps1.1, Flo-Ps2.2gydF4y2Ba和gydF4y2BaFlo-Ps3.1gydF4y2Ba是由Baccara贡献的，而它们是由90-2131在gydF4y2BaFlo-Ps6.3gydF4y2Ba及PI180693或552gydF4y2BaFlo-Ps1.2gydF4y2Ba和gydF4y2BaFlo-Ps7.2gydF4y2Ba．8个FLO QTL有轻微影响(gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba= 3.5 ~ 16.3%)，在一种环境中特异性检测到。3个与株高相关的QTL对株高的影响较小，在这些位点上，90-2131等位基因对株高的影响较小。gydF4y2Ba

隐菌抗性与形态/物候meta-QTL的meta分析与共定位gydF4y2Ba

利用表中描述的4个豌豆RIL群体的3个定位研究，对隐菌抗性和形态/物候性状进行了QTL荟萃分析gydF4y2Ba1gydF4y2Ba．利用Puget × 90-2079 RIL群体进行的QTL定位研究[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba，gydF4y2Ba45gydF4y2Ba]通过在遗传图谱中添加53个标记(41个ssr和12个rapd)进行更新。新增的标记中有35个与所使用的另外两个个体遗传图谱中的至少一个相同。更新后的Puget × 90-2079遗传图谱覆盖1523 cM，共包含377个标记(数据未显示)。在之前的图谱中检测到的单个QTL [gydF4y2Ba31gydF4y2Ba，gydF4y2Ba45gydF4y2Ba]得到确认，更新后的QTL信息用于meta分析。gydF4y2Ba

共识地图gydF4y2Ba

利用Meta-QTL软件从Puget × 90-2079、DSP × 90-2131、Baccara × PI180693/552三个个体遗传图谱中建立一致标记图谱。该图谱共包含619个标记(31% SSR;RAPD 33%;32%的妊娠;2.4% STS, 1.6%同工酶或形态标记)，覆盖1513 cM Kosambi(附加文件)gydF4y2Ba10gydF4y2Ba）.86%的标记只映射到研究的一个单独的地图上，而14%的标记映射到两个或三个单独的地图上，除了LGI之外，所有LG上都有一致的标记顺序和规则分布(每个LG 8到22个共同标记)。共识图谱的619个标记中有15%也被绘制在参考遗传图谱上。gydF4y2Ba53gydF4y2Ba并且在两张地图之间有一致的位置。gydF4y2Ba

白僵菌抗性的Meta-QTLgydF4y2Ba

共检测到244个加性效应QTLgydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba在三个制图研究中被投影到共识标记图上(图2)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.所有单个QTL的投影允许每个LG识别三到五个主要基因组区域，每个区域由具有重叠置信区间的单个QTL组成。去除冗余或单个QTL后，剩下115个独立QTL用于meta分析。meta分析鉴定出27个耐药meta-QTLgydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba分布在7个省，每个省有3到4个meta-QTL(表1)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,图gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.每个meta-QTL由1.2 ~ 11.8个独立QTL组成(平均每个meta-QTL 4.2±2.5个独立QTL)，对应1 ~ 41个初始个体QTL(平均每个meta-QTL 9±8个初始QTL)。meta-QTL的置信区间为0.9 ~ 53.1 cM (Kosambi)，平均为13.7±12 cM, 85%的meta-QTL的置信区间小于20 cM。独立QTL置信区间的平均宽度从0.9倍减少到28.4倍(平均4.1±5.2)，这取决于元QTL。在鉴定的27个meta-QTL中，11个高度一致，包括8个由至少12个初始个体QTL组成的meta-QTL和3个由8 - 11个初始QTL组成的meta-QTLgydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.其余16个不太一致的meta-QTL分别聚集在1到6个初始QTL之间。11个一致的meta-QTL对应于10个独立的基因组区域。在其中7个区域中，初始QTL聚集在高度一致的位置，即LGI (gydF4y2BaMQTL-Ae3gydF4y2Ba)， lgii (gydF4y2BaMQTL-Ae5gydF4y2Ba)， lgiii (gydF4y2BaMQTL-Ae8 / Ae9gydF4y2Ba)， lgiv (gydF4y2BaMQTL-Ae12gydF4y2Ba和gydF4y2BaMQTL-Ae15gydF4y2Ba)、LGV (gydF4y2BaMQTL-Ae16 / Ae17gydF4y2Ba)及LGVII (gydF4y2BaMQTL-Ae25 / Ae26gydF4y2Ba）.在11个一致的meta-QTL中，有8个聚合了从3个或4个定位群体中检测到的初始QTL，其余的meta-QTL除1个外均来自两个定位群体。在每个包含至少两个定位群体的初始QTL的meta-QTL中，2 - 5个亲本等位基因(主要来自抗性亲本)对抗性有贡献，平均每个meta-QTL中有3.2个等位基因。24个meta-QTL中有5个由来自至少两个野外环境的初始QTL组成，这些QTL对法国(gydF4y2BaMQTL-Ae12 MQTL-Ae20 / Ae21gydF4y2Ba)或美国(gydF4y2BaMQTL-Ae13, MQTL-Ae17gydF4y2Ba)环境，而其余19种则与环境无关。所有meta-QTL，包括从对照条件数据中检测到的初始QTL，与从至少一个野外环境中识别到的初始QTL同时定位。由至少两个初始控制条件QTL组成的meta-QTL中，没有一个是特定于单个菌株的。80%的元QTL并不特定于不同研究中使用的根或空中评分标准，即使其中一些包括主要从根标准中检测到的初始QTL (gydF4y2BaMQTL-Ae16gydF4y2Ba)或航空准则(gydF4y2BaMQTL-Ae27gydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

形态/物候性状的Meta-QTL及其与隐菌抗性Meta-QTL的共定位gydF4y2Ba

将36个与早熟性和株高相关的初始加性效应QTL投影到共识图谱上，勾勒出15个不同的基因组区域，其中包括21个冗余或单个初始QTL。对剩余的15个非冗余初始QTL进行meta分析，鉴定出分布在6个LG上的7个meta-QTLgydF4y2Ba2gydF4y2Ba,图gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.每个meta-QTL由1 - 3个独立QTL组成(每个meta-QTL平均= 2.0±0.7个独立QTL)，对应2 - 6个初始独立QTL。meta-QTL的置信区间为0.7 ~ 28 cM，与聚类初始QTL的平均置信区间相比减少了1 ~ 37.1倍。7个meta-QTL对应于6个最一致的FLO基因组区域(gydF4y2Baflol - ps1.1, flol - ps1.2, flol - ps2.1 /2.2, flol - ps3.1, flol - ps6.2 /6.3, flol - ps7.2gydF4y2Ba)，以及两个FLO和一个HT重叠QTL (gydF4y2BaMQTL-Morpho5gydF4y2Ba）.7个meta-QTL中有5个是从至少两个种群和不同环境中鉴定出来的。gydF4y2Ba

基于33个包含一个以上隐菌抗性或植物早性和高性初始QTL的meta-QTL，检测到6个基因组区域的抗性和物候QTL重叠间隔(图2)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba、表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.在meta-QTL共定位区域，亲本等位基因与抗性、早花和/或矮身材之间存在9个负相关和5个正相关。阳性相关涉及552、PI180693和DSP等位基因。在LGI上的meta-QTL区域，PI180693和/或552等位基因与正常叶型或花青素产量相关，处于偶联期(gydF4y2BaMQTL-Ae3gydF4y2Ba)及LGII (gydF4y2BaMQTL-Ae5 / Ae6gydF4y2Ba）.在LGV上的meta-QTL区，90-2079和90-2131等位基因也处于偶联期(gydF4y2BaMQTL-Ae16 / Ae17gydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

meta-QTL候选基因的鉴定gydF4y2Ba

〇使用豌豆gydF4y2BaMedicago truncatulagydF4y2Ba翻译工具包gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba［gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]， 5460个豌豆Unigenes中的一系列基因被确定为支持区间内的候选基因(gydF4y2BaMQTL-Ae15gydF4y2Ba)七个高度一致的耐药meta-QTL区域。meta-QTL的相邻标记，在本研究开发的共识标记图谱和[gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]，用于定义包含在[中建立的候选基因的区间。gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]。共鉴定出318个与主meta-QTL相关的基因，每个meta-QTL包含14 ~ 91个基因gydF4y2Ba11gydF4y2Ba）.其中264个基因与推测功能相似，其中17%具有已知的与植物抗病相关的功能。这些基因对应于抗性基因类似物(RGA)或参与植物病原体识别的基因(LRR，亮氨酸拉链蛋白)，参与防御或信号转导的基因(蛋白激酶，氧化应激和纤维素合成酶，发病相关蛋白，转录因子，热休克蛋白，细胞分裂蛋白，细胞周期蛋白样F-Box蛋白)以及参与其他疾病抗性的基因。特别是，在置信区间最小的meta-QTL区域，编码LRR蛋白的基因(gydF4y2BaMQTL-Ae3gydF4y2Ba)和蛋白激酶(gydF4y2BaMQTL-Ae8 / Ae9gydF4y2Ba，gydF4y2BaMQTL-Ae12gydF4y2Ba)可以被认为是很好的候选人。在其他meta-QTL区域，编码热休克蛋白的基因簇(gydF4y2BaMQTL-Ae16 / Ae17gydF4y2Ba)和植物病害反应蛋白编码基因(gydF4y2BaMQTL-Ae26gydF4y2Ba)也在打击被认为是抵抗运动的候选人。gydF4y2Ba

适度低的基因座多样性控制着对gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba豌豆抗性的四个主要来源gydF4y2Ba

本研究是第一个从多个控制抗性的遗传位点中提供概述和比较的研究gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba在豌豆。这是对栽培豆科植物抗病基因结构进行全面研究的首批报告之一[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba，gydF4y2Ba54gydF4y2Ba]。类似的研究在其他植物物种中被证明是有价值的，可以确定在MAS中有用的关键抗性位点和确定抗性QTL的候选基因[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba，gydF4y2Ba23gydF4y2Ba，gydF4y2Ba26gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

本研究收集了4个豌豆RIL群体在29个田间环境(2 - 5个美国fr站点，10年)和12个对照条件(每个群体2 - 6个菌株)中收集的8个变量中检测到的244个隐霉菌抗性QTL进行meta分析。共鉴定出27个meta-QTL，包括11个一致性meta-QTL，每个meta-QTL包含8个以上的初始单个QTL。突出了7个主要的基因组区域，这些区域聚集了许多位置一致性高的初始QTL。考虑到所研究的4个部分抗性豌豆品系的多样性和部分抗性的复杂遗传，一致的meta-QTL数量很少gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

本研究中进行的meta-QTL分析准确地比较了不同研究中鉴定的单个QTL的基因组位置，并细化了与抗性相关的主要基因组区域的置信区间。共识图谱根据14%的共同标记和参考遗传图谱保留了个体图谱的标记顺序[gydF4y2Ba53gydF4y2Ba基于15%的普通标记。通过使用非冗余独立QTL聚类单个QTL，并根据其估计的置信区间，最大限度地减少了过度减少的meta-QTL置信区间的识别gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba值(gydF4y2Ba55gydF4y2Ba]。这种方法导致每个LG鉴定出3到4个meta-QTL，与初始独立QTL的平均置信区间相比，它们的置信区间平均减少了4倍。置信区间缩减与可用于细化每个元QTL的聚类独立QTL的数量相关(gydF4y2BargydF4y2Ba^2gydF4y2Ba= 0.21)，如8个最一致的meta-QTL观察到的最小置信区间(0.9-6.9 cM)所示。gydF4y2Ba

与之前类似的数量抗性meta-QTL研究相比[gydF4y2Ba25gydF4y2Ba，gydF4y2Ba26gydF4y2Ba]，很少观察到与亲本抗性来源相关的meta-QTL特异性。除了一个meta-QTL聚类外，在2个、3个或4个定位群体中都检测到至少2个初始QTL。每个meta-QTL由2到5个等位基因组成，这些等位基因促成了这种抗性。在给定的meta-QTL中，meta分析没有提供不同等位基因的影响估计，gydF4y2Ba即。gydF4y2Ba根据作用水平对等位基因进行分类。然而，在几个元qtl中，加性效应和gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba在不同RIL群体中检测到的初始QTL之间存在差异。从DSP × 90-2131群体中检测到初始QTLgydF4y2BaMQTL-Ae26gydF4y2Ba有更高的平均加性效应和gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba值(a = 0.3，gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba= 20%)比Baccara x PI180693 (a = 0.21;gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba= 10%)和Baccara × 552 (a = 0.14, RgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba= 10%)人口。这表明，对抗性有贡献的一些亲本等位基因通常具有高一致性，可能比其他等位基因具有更强的影响。在一个元qtl上与抗性相关的多个亲本等位基因可能对应于单个基因的相同或不同等位基因，也可能对应于紧密连锁的基因群。尽管对几个meta-QTL获得的置信区间降低了，但要确定正确的等位基因/基因假设，需要对meta-QTL进行精细的定位。根据文献中的家系信息，研究的四种抗性种质并非独立的，可能具有共同的抗性基因，这得到了RIL群体中大多数meta-QTL的低特异性的支持。PI180693是90-2131的亲本之一，但在90-2079的家谱中未见报道，90-2079的抗性来源于MN313 [gydF4y2Ba36gydF4y2Ba，gydF4y2Ba38gydF4y2Ba]。关于552的亲缘关系的信息很少，它是从Lewis和griton进行的几次循环选择中得出的[gydF4y2Ba56gydF4y2Ba]。文献中没有关于抗性来源之间的遗传距离的数据gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba使用。然而，在我们的研究中，20个meta-QTL包含来自四个抗性亲本中的两个的抗性等位基因的不同组合，通常包括552个等位基因，9个meta-QTL包含来自四个抗性来源中的三个的抗性等位基因。这些结果表明，不同的隐菌抗性育种方案采用了一个共同的遗传背景，选择了不同的抗性来源。gydF4y2Ba

未观察到隐菌耐药meta-QTL对环境(年份、法国和美国的地点)、菌株和评分标准的特异性，如[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]对Baccara X PI180693和Baccara X 552群体中所鉴定的QTL进行分析。在本研究中，我们证实了抗性QTL在DSP × 90-2131群体中的低特异性，特别是在两个高度一致的meta-QTL中gydF4y2BaMQTL-Ae16gydF4y2Ba和gydF4y2BaMQTL-Ae25 / Ae26gydF4y2Ba比如法国和美国的一些环境gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba来自相同或不同病型的菌株与[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。然而，一些基因组区域仍然被观察到对法国环境具有高度特异性(gydF4y2BaMQTL-Ae12, MQTL-Ae5gydF4y2Ba)、不同菌株的受控条件试验(gydF4y2BaMQTL-Ae16gydF4y2Ba)或空中评分标准(gydF4y2BaMQTL-Ae27gydF4y2Ba）.gydF4y2Ba

隐性酵母抗性等位基因最多与控制形态和物候性状的基因/QTL共分离gydF4y2Ba

在这项研究中，我们在7个基因组区域中发现了与抗性和形态或物候性状有关的共分离等位基因，其中除了一个(gydF4y2BaMQTL-Ae12gydF4y2Ba)与耐药性相关的七个主要一致的基因组区域gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba一个不太一致的耐药meta-QTL (gydF4y2BaMQTL-Ae1gydF4y2Ba）gydF4y2Ba．gydF4y2Ba在这些基因组区域中，来自抗性亲本的等位基因通常与干豌豆育种(晚花/高等植物，正常叶片(gydF4y2Ba房颤gydF4y2Ba)、彩花(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba）;表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba）.抗性和有利等位基因的共分离(圆形种子)gydF4y2BaRgydF4y2Ba)，早花植物)，特别是源自552的基因，在一些基因组区域(gydF4y2BaMQTL-Ae3, MQTL-Ae15, MQTL-Ae16/Ae17gydF4y2Ba）.马克思(gydF4y2Ba32gydF4y2Ba也表现出对……的耐受性gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba与几种野生型等位基因有遗传关系，包括gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba(彩色的花)被发现与……有关gydF4y2BaMQTL-Ae5gydF4y2Ba在这项研究中(gydF4y2BaAe-Ps2.2gydF4y2Ba在[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba)，以及gydF4y2Ba勒gydF4y2Ba(高大的植物)和gydF4y2BaPlgydF4y2Ba(种子的黑色门部)。gydF4y2Ba勒gydF4y2Ba和gydF4y2BaPlgydF4y2Ba根据研究的一个RIL种群(Baccara × PI180693， [gydF4y2Ba46gydF4y2Ba])。我们之前报道过gydF4y2BaRgydF4y2Ba(圆形种子)和gydF4y2Ba房颤gydF4y2Ba(正常叶片)在QTL上与隐性酵母抗性相关的其他等位基因gydF4y2BaAph2gydF4y2Ba和gydF4y2BaAe-Ps1.2，即Aph3gydF4y2Ba，用豌豆[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba，gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。在这项研究中，我们再次证明了两者之间的积极共隔离gydF4y2BaRgydF4y2Ba和抗性等位基因在DSP x 90-2131 RIL群体中的分布gydF4y2BaAe-Ps5.1gydF4y2BaQTL。gydF4y2BaAph2gydF4y2Ba．FondevillagydF4y2Baet al。gydF4y2Ba［gydF4y2Ba57gydF4y2Ba和PrioulgydF4y2Baet al。gydF4y2Ba［gydF4y2Ba58gydF4y2Ba]先前报告的早期QTL (gydF4y2BadfII。1，flo1和gydF4y2BadfIII。2，flo2)，我们定位在相同的基因组区域，作为本研究中鉴定的两个主要一致的QTL，用于早期和抗性gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba（gydF4y2BaFlo-Ps2.2 / MQTL-Ae5gydF4y2Ba关于LGII和gydF4y2BaFlo-Ps3.1 / MQTL-Ae8/9gydF4y2BaLGIII)。晚花等位基因与部分抗性等位基因的共分离gydF4y2Ba球腔菌属pinodesgydF4y2Ba在LGIII的区域内被发现[gydF4y2Ba54gydF4y2Ba，gydF4y2Ba55gydF4y2Ba在本研究中也观察到对gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

不同的候选基因构成了隐菌抗性meta-QTLgydF4y2Ba

本研究中观察到的抗性与形态/物候等位基因之间的负相关或正相关可能对应于控制植物建筑或发育性状的多效性基因或不同的紧密连锁基因。控制植物结构或发育的多效性基因已经被认为是潜在抗性QTL的良好候选基因[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。在豌豆中，控制许多与植株形态、种子蛋白质含量和产量、氮营养和根结构相关性状的QTL集群被定位在与结构和发育基因接近的位置gydF4y2Ba勒gydF4y2Ba和gydF4y2Ba房颤gydF4y2Ba，它们被证明定位于具有多效性的基因组区域[gydF4y2Ba59gydF4y2Ba，gydF4y2Ba60gydF4y2Ba]。我们的研究支持这样的假设gydF4y2Ba房颤gydF4y2Ba是多效性的良好候选基因，影响隐菌的抗性(在gydF4y2BaMQTL-Ae3gydF4y2Ba)和提前。对NILs或突变体的评估gydF4y2Ba房颤gydF4y2Ba基因(gydF4y2Ba60gydF4y2Ba对…的抵抗gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba将有助于验证多效性假说。gydF4y2Ba

不同紧密相连的基因群，尤指抗性基因[gydF4y2Ba61gydF4y2Ba]，位于重复的非编码序列中，在植物中也有报道，随着植物基因组序列的增加[gydF4y2Ba62gydF4y2Ba，gydF4y2Ba63gydF4y2Ba]。在我们的研究中，一些隐菌抗性QTL定位在先前报道的控制其他胁迫抗性的QTL区域。基于SSR标记的比较定位gydF4y2BaMQTL-Ae8-9gydF4y2Ba（gydF4y2BaAe-Ps3.1gydF4y2Ba)区域与QTL的主要抗性一致gydF4y2Bam . pinodesgydF4y2Ba（gydF4y2BaMpIII.3gydF4y2Ba, (gydF4y2Ba57gydF4y2Ba，gydF4y2Ba58gydF4y2Ba])，这是一个主要的抗冻QTLgydF4y2Ba人力资源gydF4y2Ba(光周期高响应开花)位点[gydF4y2Ba64gydF4y2Ba]和一个次要的QTL用于抵抗gydF4y2Ba尖孢镰刀菌gydF4y2Ba第二场(gydF4y2BaFwn3.1gydF4y2Ba, (gydF4y2Ba65gydF4y2Ba])。类似地,gydF4y2BaMQTL-Ae15gydF4y2Ba（gydF4y2BaAph1gydF4y2Ba)，gydF4y2BaMQTL-Ae25 / Ae26gydF4y2Ba（gydF4y2BaAe-Ps7.6agydF4y2Ba),gydF4y2BaMQTL-Ae20gydF4y2Ba（gydF4y2BaAe-Ps6.1gydF4y2Ba)在相似的区域被鉴定为主要QTLgydF4y2BaFwn4.1gydF4y2Ba为了抵抗gydF4y2Ba病圃gydF4y2Ba第二种族[gydF4y2Ba65gydF4y2Ba， QTL的主要抗性gydF4y2Ba腐皮镰孢霉菌gydF4y2Ba［gydF4y2Ba66gydF4y2Ba]，以及gydF4y2BaQrufgydF4y2Ba抗性QTLgydF4y2BaUromyces fabaegydF4y2Ba［gydF4y2Ba67gydF4y2Ba和QTLgydF4y2BaFRR3gydF4y2Ba为了抵抗gydF4y2Baf .以上gydF4y2Ba［gydF4y2Ba68gydF4y2Ba),分别。抗性QTL共定位区域被认为是抗性基因类似物簇的基础[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。尤其是主效应gydF4y2BaMQTL-Ae25 / Ae26gydF4y2Ba区域位于RGA集群的区域[gydF4y2Ba69gydF4y2Ba]，这表明被击败的抗性基因可能是QTL的基础。然而，抗性QTL的其他机制也可能被提出，如防御、信号转导，正如本研究中鉴定的主要meta-QTL候选基因的多样性所突出的那样。我们的结果并不支持抗性QTL分子基础的特定假设，而不是另一个，证实了BallinigydF4y2Baet al。gydF4y2Ba和DanangydF4y2Baet al。gydF4y2Ba结论[gydF4y2Ba22gydF4y2Ba，gydF4y2Ba23gydF4y2Ba]。精细的定位和突变体研究，以及基因组测序的努力，将有必要发现潜在抗性的致病基因gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba并验证本研究中提出的关于候选基因与抗性QTL共定位的假设。gydF4y2Ba

本研究描述了对抗性有显著贡献的等位基因gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba以及它们与形态/物候性状的正相关或负相关。从本研究进行的荟萃分析中，可以推荐与七个高度一致的控制耐药性的基因组区域对应的meta-QTL等位基因及其相关标记，用于MAS(表1)gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba）.抗性等位基因在最一致的区域，gydF4y2BaMQTL-Ae25 / Ae26gydF4y2Ba在LGVII上，特别是90-2131的高效等位基因，似乎是提高抗性的最佳选择。抗性等位基因来自90-2079位点gydF4y2BaMQTL-Ae15gydF4y2Ba（gydF4y2BaAph1gydF4y2Ba, (gydF4y2Ba31gydF4y2Ba])将只在美国的一些环境中有用，这些环境是专门检测到QTL的。根据选择重点和育种目标，其他5个基因组区域的抗性等位基因可优先用于MAS (gydF4y2Ba即。gydF4y2Ba多环境效应，标记，置信区间，与不利等位基因的关联)。来自DSP x 90-2131群体的rls在LGIII、LGV和LGVII上与主meta-QTL相关的大多数标记上携带90-2131等位基因(表2)gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba)最近发行[gydF4y2Ba42gydF4y2Ba]，并将有助于培育抗gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

因为阻力来源是有限的[gydF4y2Ba35gydF4y2Ba]和本研究中强调的高度一致的抗性QTL数量中等偏低，应谨慎管理控制抗性的最一致的基因组区域，以防止由于潜在的新毒力分离株的发展而降低有效性gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba．在紫花苜蓿中gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba据报道，在美国种植的品种中，来自2种的品种克服了对1种的抗性[gydF4y2Ba70gydF4y2Ba]。在gydF4y2BaMedicago truncatulagydF4y2Ba一个主要的隐霉抗性QTL (gydF4y2BaAER1 / prAe1gydF4y2Ba, (gydF4y2Ba71gydF4y2Ba，gydF4y2Ba72gydF4y2Ba[])已被证明根据疾病类型而变化gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba压力(gydF4y2Ba73gydF4y2Ba]，这表明QTL可能对抗性有不同的影响，这取决于物种的进化gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba菌株。尽管土壤传播病原体的基因流动潜力有限，gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba可归入中-中高进化风险病原体组(5-7级)[gydF4y2Ba8gydF4y2Ba的遗传结构gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba据报道，种群是由混合繁殖系统形成的，包括有规律的自交，偶尔有新基因型的迁移或异交[gydF4y2Ba74gydF4y2Ba]。因此，为了进一步提高抗性水平，并试图保持每个QTL效应的持久性，强烈建议对一致的隐菌抗性QTL进行金字塔化。提高抗性效率和耐久性的最佳QTL组合尚未确定。验证不同遗传背景下的QTL效应，了解QTL对病原体生命周期和流行病发展的影响，以及了解QTL的分子机制，将有助于确定QTL组合，这些组合应整合到持久抗性育种的金字塔策略中。gydF4y2Ba

植物材料gydF4y2Ba

人口111人gydF4y2Ba_10gydF4y2Ba由杂交品种Dark Skin Perfection × 90-2131衍生的重组豌豆自交系是在美国华盛顿州普尔曼的USDA-ARS通过单种子遗传获得的。DSP (Dark Skin Perfection, Unilever Limited 1960，又名W6 17516)是一种用于冷冻和罐装的春季豌豆品种，花白色，叶正常，种子皱褶，门白色，易感gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba．90 - 2131 (gydF4y2Ba38gydF4y2Ba是一种豌豆种质，花白色，叶正常，种子凹陷，门部黑色，有部分抗性gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba在法国和美国。以亲本90-2131和亲本DSP × 90-2131为对照系，进行了田间抗病性和对照条件下抗病性试验。先前研究的三个RIL亲本系gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]、Baccara(敏感)、PI180693和552(部分耐药)也用于对照条件试验。采用MN313系进行了两种主要豌豆病型的鉴定gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba［gydF4y2Ba51gydF4y2Ba]。采用豌豆春季品种索拉拉(易感品种)作为RIL群体田间试验的相邻对照。gydF4y2Ba

病原体的材料gydF4y2Ba

六个纯培养菌株gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba在控制条件下，采用豌豆毒力对DSP × 90-2131 RIL群体进行抗性评价。这些菌株分别为RB84、Ae106、Ae78、Ae85、Ae87(简称SP7菌株)。gydF4y2Ba51gydF4y2Ba])和Ae109(在[gydF4y2Ba75gydF4y2Ba]及[gydF4y2Ba33gydF4y2Ba])。根据其不同的地理来源和病型群选择6株菌株(附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba）.菌株Ae106和Ae87先前用于Puget x 90-2079 RIL人群的疾病筛查[gydF4y2Ba45gydF4y2Ba]，菌株RB84和Ae109用于Baccara × PI180693和Baccara × 552 RIL群体筛选[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

抗病性评估gydF4y2Ba

在控制条件下，DSP × 90-2131 RILs对赤霉素纯培养菌株的抗性gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba在气候室中对14天大的幼苗进行评估，如[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]，每次测试一个菌株和四个块。每个区块包括所有ril和控制线，每行5株。根腐病指数(RRI)取值范围为0 ~ 5，作为每行5株植株的平均病害严重程度评分，如[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

在田间，DSP × 90-2131 ril在一个国际隐菌侵染的苗圃网络上进行了评估，详见[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]，历时4年(2000年至2003年)，在法国的5个地点(finistires (RI)的Riec-sur-Belon;第戎-埃波塞斯，Côte d 'Or (DI);Templeux, Somme (TPX))和美国(Pullman, WA (PLM);LeSueur, MN (LS)) [in 2000: PLM, LS;2001年:LS;2002年:RI、DI、LS;2003年:RI, DI, TPX, PLM, LS。现场分析采用的实验设计见[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。在法国(两年，三个地点)和2003年在普尔曼(Pullman)进行的田间试验中，设计包括每两到四个地块对易感品种Solara或DSP进行检查，以便调整土壤中当地疾病变化的疾病严重程度评分[gydF4y2Ba76gydF4y2Ba]中所描述的公式gydF4y2Ba46gydF4y2Ba，gydF4y2Ba77gydF4y2Ba]。两个疾病标准用于评估每个小区的耐药性，如[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba[1]根腐病指数(RRI)，采用0-5的评分标准，每年在法国苗圃进行评估，2002年DI除外;(ii)在所有美国和法国病害苗圃(2002年DI除外)，分别采用1-5和1-9的疾病评分标准，对空中下降指数(ADI)进行一次、两次或三次评估。gydF4y2Ba

形态和物候性状的评价gydF4y2Ba

对DSP × 90-2131、Baccara × 552和/或Baccara × PI180693 RIL群体的开花早(FLO)和株高(HT)两项农艺性状进行了评价。gydF4y2Ba

采用建立的抗性试验设计，分别于2003年(DSP × 90-2131)、2004年(Baccara × 552)、2006年、2007年和2008年(Baccara × PI180693)在白僵菌侵染苗圃中对FLO性状进行了抗性评价。在2002年(DSP × 90-2131 RILs)、2005年和2008年(Baccara × PI180693 RILs)的一个健康苗圃中，采用随机完全区组设计(2002/2005年和2008年分别为1个和3个区组)，对FLO性状进行了评价(40株/块，2米长双排)。从每年的第一天开始，每个地块上的FLO性状以开花50% (FLO1)或100% (FLO2)的天数进行评分。在与2002年FLO评价相同的健康苗圃(DSP × 90-2131 ril)中，通过测量整块土地上5株植株的平均成熟高度来评价HT性状。gydF4y2Ba

分子标记和遗传作图gydF4y2Ba

利用SSR (simple sequence repeat)对[gydF4y2Ba50gydF4y2Ba]，随机扩增多态性DNA (RAPD) [gydF4y2Ba78gydF4y2Ba]和已知功能基因[gydF4y2Ba48gydF4y2Ba，gydF4y2Ba49gydF4y2Ba]。两种形态特征也被评分:gydF4y2BaPlgydF4y2Ba为门部颜色和gydF4y2BaRgydF4y2Ba对于圆形/褶皱的种子。DNA提取和PCR扩增按照[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]和in [gydF4y2Ba48gydF4y2Ba，gydF4y2Ba49gydF4y2Ba，gydF4y2Ba53gydF4y2Ba]。对Puget × 90-2079 RIL群体进行了SSR、RAPD、SCAR和已知功能基因标记的分型。gydF4y2Ba49gydF4y2Ba，gydF4y2Ba53gydF4y2Ba，gydF4y2Ba69gydF4y2Ba，gydF4y2Ba78gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba80gydF4y2Ba]与[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba]。从DSP × 90-2131 RIL群体中建立标记编码和遗传图谱(cM Kosambi)，最小LOD评分阈值为3.0，最大重组频率为0.4，如[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。对于每个基因座，使用χ分析将等位基因分离调整到预期的1:1孟德尔比gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba测试(α= 0.01)。在文献[]报道的框架Puget × 90-2079遗传图谱上添加标记。gydF4y2Ba31gydF4y2Ba]，使用MAPMAKER/EXP 3.0b版本的“分配”和“放置”命令[gydF4y2Ba81gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

统计和QTL分析gydF4y2Ba

利用DSP × 90-2131 RIL群体田间和控制条件下的病害评分数据，以及DSP × 90-2131、Baccara × PI180693和Baccara × 552 RIL群体的早发性和株高数据，对各环境下各评分变量进行统计和QTL分析。使用估计基因型和阻滞效应的双向方差分析对每个数据集进行统计分析，并分析残差的正态性，如[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。广义遗传力、用于连锁分析的RIL最小二乘均值和Pearson相关系数(gydF4y2BargydF4y2Ba^2gydF4y2Ba)之间的调整后平均数据亦按[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

对每个数据集进行加性效应QTL分析，采用复合区间映射[gydF4y2Ba82gydF4y2Ba]使用Windows QTL Cartographer 2.5软件[gydF4y2Ba83gydF4y2Ba]，如[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。利用1000个排列的排列检验，所有性状的最小LOD阈值分别为2.9 (DSP × 90-2131 RIL群体)和2.8 (Baccara × PI180693和Baccara × 552 RIL群体)，表明QTL显著，对应于全基因组α误差风险为5%。当两个QTL的单lod下降置信区间重叠时，认为它们属于同一基因组区域。抗性QTLgydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba、早熟和株高被命名为gydF4y2BaAe-PsgydF4y2Ba”、“gydF4y2BaFlo-PsgydF4y2Ba"和"gydF4y2BaHT-PsgydF4y2Ba，后面依次是各性状的连锁群号和连锁群内QTL号。基于遗传图谱之间的共同标记，隐菌抗性QTL与先前发表的QTL相同[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba，gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]的名称如[gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。在DSP × 90-2131遗传图谱的所有可能的标记对之间，检测到每个抗性变量的最显著的成对上位相互作用，如[gydF4y2Ba73gydF4y2Ba设置的检测阈值为gydF4y2BaPgydF4y2Ba< 7日1.10gydF4y2Ba^{－６gydF4y2Ba}和gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba> 5%。gydF4y2Ba

在Puget × 90-2079 RIL群体中，重新检测了加性效应QTL，如[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba]，根据本研究生成的最新遗传图谱和[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba，gydF4y2Ba45gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

QTL分析gydF4y2Ba

利用鉴定出的所有加性效应QTL进行抗性鉴定gydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2BaPuget × 90-2079的早熟和株高[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba，gydF4y2Ba78gydF4y2Ba]、Baccara × PI180693、Baccara × 552 [gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]和DSP × 90-2131(本研究)RIL群体，使用MetaQTL软件1.0版本进行QTL荟萃分析[gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

QTL荟萃分析分三个步骤进行，详情见[gydF4y2Ba21gydF4y2Ba]。对于每个QTL，提供给软件的数据为QTL位置(LG, LOD峰在LG上的位置)，QTL置信区间的上下限和LOD下降，变异百分比(gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba）gydF4y2Ba由QTL单独解释，与QTL相关的性状和用于QTL检测的定位群体的大小。首先，通过整合现有的遗传图谱，建立了一个单一的共识标记图谱，基于在图谱之间指定共同名称的共同标记，使用gydF4y2BaConsMapgydF4y2Ba软件命令。实现的方法采用加权最小二乘策略，利用每个单独地图中标记之间的个体距离来确定共识标记地图上的标记顺序和位置。的gydF4y2BaInfoMapgydF4y2Ba命令是为了列出在不同的个别地图之间顺序不一致的标记。位置不一致的标记从一致标记图中移除。gydF4y2Ba

其次，在每个研究中检测到的QTL被投影到共识图上，使用gydF4y2BaQTLprojgydF4y2Ba软件命令。该命令基于单个地图和共识地图上QTL侧翼标记位置之间的缩放规则，启用了单个QTL位置和置信区间的同质投影。使用所有单个QTL的LOD-1置信区间进行QTL投影，用于图形表示和识别由重叠QTL区间组成的主要基因组区域。对于meta分析，使用独立的单个QTL进行预测，因为软件中实现的QTL meta分析算法假设输入映射研究是相互独立的。独立QTL选择如下:在给定的定位群体中，对于给定的变量，当从不同环境或菌株中检测到的QTL具有重叠的置信区间时，只有表型变异比例最大的QTL (gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba)和最小置信区间(如果最高)gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba是相等的)。例如，在Baccara x 552群体不同环境下ADI变量LGII顶部检测到的5个个体QTL (RI04, RI05, PLM04, TPX04)中，具有最大的一个gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba(15%)被保留用于荟萃分析，其余4例被删除。独立QTL的置信区间(CI)由QTL估计gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba值，使用由[gydF4y2Ba55gydF4y2Ba]：gydF4y2Ba\mathrm{CgydF4y2Ba}\mathrm{我gydF4y2Ba}=gydF4y2Ba\frac{\mathrm{530gydF4y2Ba}}{\mathit{\text{NxR²gydF4y2Ba}}}，其中N为总体大小。该公式给出的置信区间通常大于LOD-1减小的通常区间长度。gydF4y2Ba

最后，采用QTL元分析算法，计算得出gydF4y2BaQTLClustgydF4y2Ba命令，用于确定给定染色体上最可能的meta-QTL数量，并估计其相应的位置和置信区间。元QTL考虑QTL的位置和相应的置信区间在个别实验，投影到共识图后。我们使用gydF4y2Ba——cimodegydF4y2Ba选项四gydF4y2BaQTLClustgydF4y2Ba命令，考虑所报告的LOD-1减少值与QTL之间的最大置信区间gydF4y2BaRgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba[公式估算的值]gydF4y2Ba55gydF4y2Ba]。在给定的染色体上，预测的独立QTL被聚类到所有可能数量的meta-QTL (gydF4y2BaKgydF4y2Ba)，其中高斯混合模型估计元qtl位置和置信区间[gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]。最优gydF4y2BaKgydF4y2Ba是根据五个基于信息的标准估计的证据值的最高权重来确定的[gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]，这是为每个人计算的gydF4y2BaKgydF4y2Ba．最常见的最优gydF4y2BaKgydF4y2Ba选取不同准则给出的值，总与最优值相对应gydF4y2BaKgydF4y2Ba由赤池信息标准确定的值。每个meta-QTL的位置、95%置信区间和属于meta-QTL的概率由软件给出。gydF4y2Ba

分别对隐匿菌抗性QTL数据和早生性、株高QTL数据进行meta分析，检测出两类性状的meta-QTL，并进行比较。gydF4y2Ba

抗的Meta-QTLgydF4y2Ba答:euteichesgydF4y2Ba早熟和株高的meta-QTL命名为gydF4y2BaMQTL-AegydF4y2Ba"和"gydF4y2BaMQTL-MorphogydF4y2Ba，然后是豌豆全基因组的meta-QTL号。gydF4y2Ba

meta-QTL候选基因的鉴定gydF4y2Ba

主要抗性meta-QTL区域支持区间内的候选基因通过Pea-鉴定gydF4y2Bam . truncatulagydF4y2Ba博尔达工具包gydF4y2Baet al。gydF4y2Ba［gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]。挖掘豌豆和之间的高共直线gydF4y2Bam . truncatulagydF4y2Ba基因组，工具包允许放置gydF4y2Ba在网上gydF4y2Ba[5460]豌豆共识图谱上的豌豆基因gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]，从它们在上最好的同系物的位置gydF4y2Bam . truncatulagydF4y2Ba基因组。本研究确定的主要meta-QTL区域的位置在豌豆共识图[gydF4y2Ba47gydF4y2Ba基于共同的标记，主要是ssr。在豌豆地图上[gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]，鉴定了覆盖主要meta-QTL区域的相邻标记基因之间的间隔，并建立了这些间隔中包含的Unigenes列表。由相邻标记基因定义的间隔在[gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]往往大于meta-QTL的缩减置信区间或不存在。在这些情况下，选择最可能的元qtl位置的间隔。通过定位候选基因来鉴定那些已知参与植物抗病的基因。gydF4y2Ba

这项工作是由INRA的博士前研究金(csamline Hamon)资助的，该研究金来自于农业和农业部门pêche(法国巴黎)和UNIP(法国巴黎，法国巴黎)，我们非常感谢。gydF4y2Ba

我们感谢法国Le Rheu和Dijon-Epoisses的INRA实验单位、法国quimperlois的UNILET(全国跨职业联盟)对现场实验的贡献。我们也要感谢来自法国莱茵研究所(INRA Le Rheu)豆科组的技术人员和学生。Jacob, T. Dormegnies, V. L 'Anthoëne, J. m . Abelard, J. Poisson, J. Gautier——支持利用分子标记进行RIL群体基因分型、植物材料生产和田间评价的工作。我们感谢法国勒Rheu的Biogenouest基因分型平台提供的技术援助。我们感谢E. Wicker, B. Tivoli, A. Moussart和C. Onfroy，他们为RIL DSP x 90-2131群体的分离株选择做出了贡献，并提供了宝贵的资料。我们非常感谢V. Savois为Pea提供了通道和协助gydF4y2Bam . truncatulagydF4y2Ba工具包。gydF4y2Ba

作者指出gydF4y2Ba

1. 席琳亨茂gydF4y2Ba

   现住址:Vegenov-BBV, Penn ar Prat, Saint Pol de lassaon, 29250，法国gydF4y2Ba

2. 伊莎贝尔·勒·高夫gydF4y2Ba

   现地址:INRA, UMR1301 IBSV Interactions Biotiques en sant vsamgsametale, 400 route des Chappes, Sophia Antipolis Cedex, 06903，法国gydF4y2Ba

3. 玛丽HervegydF4y2Ba

   现地址:HM CLAUSE, 1 chemin ronzi， La Bohalle, 49800，法国gydF4y2Ba

4. 马丁尼Roux-DuparquegydF4y2Ba

   现地址:法国Laon Cedex, ren Blondelle街1号，Chambre d'Agriculture del 'AisnegydF4y2Ba

从属关系gydF4y2Ba

1. INRA, UMR1349 IGEPP, Le Rheu, F-35653，法国gydF4y2Ba

   csamine Hamon, angsamlique lesn， Robert Esnault, Marie herv， Isabelle Le Goff, Gwenaëlle Deniot, gsamrard Morin, racimine Delourme, Alain Baranger和Marie- laure Pilet-NayelgydF4y2Ba

2. 美国农业部，农业研究所，华盛顿州立大学西部地区植物引种站，普尔曼，华盛顿州，99164-6402，美国gydF4y2Ba

   克拉丽斯·J·科因gydF4y2Ba

3. 美国农业部，农业部，谷物豆类遗传与生理研究单位，华盛顿州普尔曼，99164-6434，美国gydF4y2Ba

   丽贝卡·J·麦吉gydF4y2Ba

4. INRA，法国布雷特涅瓦实验领域，eu0115, F-21110gydF4y2Ba

   皮埃尔·曼京gydF4y2Ba

5. GSP, Domaine Brunehaut, estr - mons, 80200，法国gydF4y2Ba

   马丁尼Roux-DuparquegydF4y2Ba

6. 北达科他州立大学7670系，370G洛夫茨加德大厅，法戈，北达科他州，58108-6050gydF4y2Ba

   凯文·E·麦克菲gydF4y2Ba

相应的作者gydF4y2Ba

对应到gydF4y2Ba中,Pilet-NayelgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

相互竞争的利益gydF4y2Ba

作者宣称他们没有竞争利益。gydF4y2Ba

作者的贡献gydF4y2Ba

CH对RIL群体进行了QTL荟萃分析和遗传分析，并参与了手稿的起草。CC参与了该研究的设计(构建美国多站点现场隐菌网络的Puget x 90-2079和DSP x 90-2131 RIL群体)，并参与了分子和现场数据采集。RM, RE, PM, MR-D和KM设计并开展了多站点USA-FR Aphanomyces现场网络的现场Aphanomyces分析，并参与了大量的现场数据采集。AL协调，执行和分析在受控条件下获得的隐菌抗性数据。MH、IL和GD对RIL群体进行了大量的基因分型，并为建立个体遗传图谱做出了贡献。转基因协调植物材料种子的增加和分配。RD参与了研究的协调，CH. AB的论文主任参与了研究的设计和协调，并对初稿进行了严格的修改。MLP-N构想了这项研究，领导了其设计和协调，并协助起草了手稿。所有作者都阅读并批准了最终的手稿。CC, RM和KM对手稿进行了严格的修改，特别是其英文写作风格。gydF4y2Ba

开放获取gydF4y2Ba本文由BioMed Central Ltd.授权发表。这是一篇开放获取的文章，在知识共享署名许可(gydF4y2Bahttps://creativecommons.org/licenses/by/2.0gydF4y2Ba)，允许在任何媒体上不受限制地使用、分发和复制，前提是正确引用原创作品。gydF4y2Ba

转载及权限gydF4y2Ba