甜瓜驯化分化果实大小qtl及候选基因分析(GydF4y2BaCucumis梅洛GydF4y2Ba基于高分辨率地图GydF4y2Ba

背景GydF4y2Ba

冬瓜是一种高遗传多样性全世界生产的一个非常重要的园艺作物。果实大小是甜瓜最重要的驯化分化性状之一。果实大小的甜瓜的分子机制知之甚少。GydF4y2Ba

结果GydF4y2Ba

通过两个F的全基因组重构构建了两个高密度遗传图谱GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba分离群体（WAP和地图）来自两个十字架（培养GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba×野GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba与栽培GydF4y2Ba梅洛GydF4y2Ba×栽培GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba）.我们获得了1871671点1976589高质量的SNPs，显示父母WAP和MAP之间的差异。共有5138和5839的重组事件产生在WAP 954米仓和1027米仓在MAP分别321.3 kb和301.4 KB的平均尺寸。所有的垃圾桶，分别映射到WAP和MAP 12个连锁群。The total lengths of two linkage maps were 904.4 cM (WAP) and 874.5 cM (MAP), covering 86.6% and 87.4% of the melon genome. Two loci for fruit size were identified on chromosome 11 in WAP and chromosome 5 in MAP, respectively. An auxin response factor and a YABBY transcription factor were inferred to be the candidate genes for both loci.

结论GydF4y2Ba

这里描述的果实大小的高分辨率遗传图谱和QTLS分析将更好地理解驯化和分化的遗传基础，并为基于地图的克隆和分子标记辅助育种提供了有价值的工具。GydF4y2Ba

甜瓜（GydF4y2BaCucumis梅洛GydF4y2BaL.， 2n = 24)是一种非常重要的经济作物，果实表型变异多样，全球栽培，2017年产量超过3200万吨(FAOSTAT;GydF4y2Bahttp://faostat.fao.orgGydF4y2Ba）.甜瓜的市场价值受水果尺寸，果实形状，肉体颜色，肤色和味道的果实质量的影响，主要由糖含量，酸度和香气剖面决定[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba那GydF4y2Ba2GydF4y2Ba那GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba］．基于子房茸毛，甜瓜被分为两个亚种，GydF4y2BaCucumis Melo SSP。梅洛GydF4y2Ba和GydF4y2BaCucumis Melo SSP。阿格雷斯特GydF4y2Ba然后根据果实的形态变化进一步分为16个园艺组[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba］．GydF4y2BaC. Melo.GydF4y2BaSSP。GydF4y2Ba梅洛GydF4y2Ba在全球范围内培育，而GydF4y2BaC. Melo.GydF4y2BaSSP。GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba主要集中在东亚。GydF4y2Ba

qtl检测和基因定位的关键步骤是构建可靠的遗传图谱。过去，来自不同群体的几个遗传连锁图谱是使用非常有限的标记，如简单序列重复(SSRs)、扩增片段长度多态性(aflp)和随机扩增多态性DNA (RAPD) [GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba］．这些图主要用于检测抗病和农艺性状的QTL [GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba10GydF4y2Ba那GydF4y2Ba11GydF4y2Ba那GydF4y2Ba12GydF4y2Ba］．甜瓜基因组在2012年发布的[GydF4y2Ba13GydF4y2Ba[基于高分辨率遗传映射的高分辨率遗传映射显着改善，其使用580个单核苷酸多态性（SNP）锚固354.8MB序列[GydF4y2Ba14GydF4y2Ba］．这为甜瓜的高分辨率地图奠定了基础。将以前研究的信息集成到甜瓜草案基因组中，将包括SSR和SNP的836个遗传标记物映射到改进的甜瓜基因组上[GydF4y2Ba15GydF4y2Ba］．值得注意的是，下一代测序技术的快速发展使得使用SNP标记和更准确的基因分型来构建超高密度基因图谱成为可能。最近在甜瓜中独立驯化事件的发现表明，在不同的甜瓜植物群中发现SNP将促进我们对多样化和驯化的遗传机制的理解，正如一些研究所示[GydF4y2Ba14GydF4y2Ba那GydF4y2Ba15GydF4y2Ba那GydF4y2Ba16GydF4y2Ba那GydF4y2Ba17GydF4y2Ba］．利用SNP标记通过基因分型测序(GBS)和RNA-Seq构建遗传图谱，鉴定控制果实品质的qtl [GydF4y2Ba18GydF4y2Ba那GydF4y2Ba19GydF4y2Ba］．然而，目前还没有适合驯化性状QTL分析的全基因组重测序高密度遗传图谱。果实大小是甜瓜最重要的驯化分化性状之一。在甜瓜中，只有少数已知的与果实大小有关的基因被报道[GydF4y2Ba16GydF4y2Ba尽管一些基因已被鉴定为抗病[GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba21GydF4y2Ba]，水果单一[GydF4y2Ba22GydF4y2Ba那GydF4y2Ba23GydF4y2Ba、肉色及果皮色[GydF4y2Ba24GydF4y2Ba那GydF4y2Ba25GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

全基因组重构（WGR）是遗传地图结构和基因的细微映射的一种非常有用的方法。根据我们之前的研究，这两个亚种（GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba和GydF4y2Ba梅洛GydF4y2Ba)独立驯化，并有很强的种群分化[GydF4y2Ba16GydF4y2Ba］．所以，我们建造了两个fGydF4y2Ba_2GydF4y2Bamapping populations derived from the crosses ‘JL475’ × ‘YS474’ (cultivated阿格雷斯特GydF4y2Ba×野GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba那WAP for domestication analysis) and ‘HG118’ × ‘SD119’ (cultivated梅洛GydF4y2Ba×栽培GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba，地图为分化分析）。本研究的目的是建立使用WGR高密度遗传图谱和瓜驯化和分化的过程探索的QTL。这些遗传图谱将通过促进甜瓜分子标记辅助选择的设计有助于今后的育种计划。GydF4y2Ba

重测序数据分析和变异调用GydF4y2Ba

我们使用了两架FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba分离种群，探索其内在的生物学机制。一个由杂交' JL475 ' (GydF4y2BaC. Melo.GydF4y2BaSSP。GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Bavar。GydF4y2Ba中国人GydF4y2Ba野生了GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba加入'ys474'（GydF4y2BaC. Melo.GydF4y2BaSSP。GydF4y2Ba雅蒂斯蒂GydF4y2Bavar。GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba）（WAP），而其他人口从自交系HG118'（之间的交叉产生的GydF4y2BaC. Melo.GydF4y2BaSSP。GydF4y2Ba梅洛GydF4y2BavarGydF4y2Ba．chandalakGydF4y2Ba)及“SD119”(GydF4y2BaC. Melo.GydF4y2BaSSP。GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Bavar。GydF4y2BaConomon.GydF4y2Ba）（MAP）（图GydF4y2BaS1GydF4y2Ba）.无论是父母和他们的后代29.5的平均深度×和7.0×（表进行测序GydF4y2BaS1GydF4y2Ba),分别。总共产生了597 Gb的清洁测序数据用于分析。GydF4y2Ba

将短reads与甜瓜基因组进行比对后，我们得到了整个基因组的综合变异集，并观察了4个亲本在基因组上的不同变异分布(图2)。GydF4y2BaS2GydF4y2Ba）.不同的变化基因组景观可能是由于测序种质和参考基因组之间的基因组的差异。为了探索后代的基因座，我们只保留了父母之间的双位，纯合，多晶型的SNP。最终，选择1,871,671和1,976,589个SNP，分别用于进一步分析WAP和地图群体。GydF4y2Ba

高分辨率的遗传图谱的构建GydF4y2Ba

我们将所识别的SNP导入到隐藏的马尔可夫模型（HMM）中以搜索重组事件。结果，在WAP中观察到平均每种单独的25.7的重组事件（图。GydF4y2Ba1GydF4y2Ba一个），和一个稍高总（5839）和平均数量（29.2）在MAP（图观察到。GydF4y2Ba1GydF4y2Bab).我们在WAP中获得了954个独特的容器(图。GydF4y2BaS3GydF4y2Ba在地图中）和1027个独特的箱子（图。GydF4y2BaS4GydF4y2Ba),分别。所有独特的bins被锚定在12个连锁组对应的12条染色体。容器大小为50.2 Kb ~ 6.3 Mb，平均321.3 Kb，覆盖了WAP中锚定甜瓜基因组的86.6% (306.5 Mb)。相应的，贮藏箱大小在30.0 Kb ~ 5.7 Mb之间，平均为301.4 Kb，覆盖了MAP中87.4% (309.6 Mb)的锚定甜瓜基因组。独特箱覆盖的遗传距离WAP为904.4 cM, MAP为874.5 cMGydF4y2Ba1GydF4y2Ba）.此外，仓地图是基于所述参照基因组的物理图谱集成，并且在WAP和MAP（图中观察到的遗传和物理位置之间的高一致性。GydF4y2Ba1GydF4y2BaC和d)，表明构建的地图精度高。GydF4y2Ba

偏析失真区域的识别GydF4y2Ba

在马铃薯，棉花和黄瓜等植物中获得的遗传图中，经常发现隔离变形区域（SDR）[GydF4y2Ba26GydF4y2Ba那GydF4y2Ba27GydF4y2Ba那GydF4y2Ba28GydF4y2Ba］．我们还研究了WAP和MAP在配子期和合子期的sdr。GydF4y2Ba2GydF4y2Baa和b)， WAP观测到长度8.8 Mb的sdr 7张，MAP观测到长度10.0 Mb的sdr 16张。有趣的是，WAP中所有的sdr都倾向于出现在男性基因型中(见表)GydF4y2BaS2GydF4y2Ba），但在地图中的各种SDR中观察到不同的趋势（表GydF4y2BaS3GydF4y2Ba）.我们进一步进行了基因本体论(GO)分析，研究了sdr中基因的功能类别。WAP SDRs基因在UDP-3-O-[3-hydroxymyristoyl] N-acetylglucosamine deacetylase活性、对生物和非生物刺激的反应中富集(表)GydF4y2BaS4GydF4y2Ba)，这与植物的抗性有关。而在MAP中，定位于sdr的基因在'质外体'、'细胞壁'、'木糖基转移酶活性'和'细胞葡聚糖代谢过程'中富集(表1)GydF4y2BaS5GydF4y2Ba），这可能参与分化的农艺性状GydF4y2Ba梅洛GydF4y2Ba和GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

用已知特征验证高分辨率映射GydF4y2Ba

我们在WAP染色体2上鉴定了两个重叠QTL，用于果实长度和果实形状，其表型方差解释23.5％（LOD = 14.6）和13.8％（LOD = 8.4）（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Baa）分别。有趣的是，我们观察到这一点GydF4y2BaCmACS7GydF4y2Ba，编码ACC合成酶并通过等位基因变体控制单细胞至andromonoeCy [GydF4y2Ba22GydF4y2Ba]，在重叠地区徘徊。Monforte等。[GydF4y2Ba29GydF4y2Ba)报道,GydF4y2BaCmACS7GydF4y2Ba多效性对果实长度和大小有影响吗GydF4y2BaCmACS7GydF4y2Ba可能是两个QTLS的逻辑候选者。GydF4y2BaCMOR.GydF4y2Ba负责非橙色和橙果肉通过在瓜诱导β胡萝卜素的积累[GydF4y2Ba24GydF4y2Ba那GydF4y2Ba29GydF4y2Ba］．我们还确定了GydF4y2BaCMOR.GydF4y2BaB.y QTL-mapping for flesh color with a phenotypic variance explaining of 8.6% (LOD = 5.2) on chromosome 9 in WAP (Fig.3.GydF4y2Bab）。总之，上述的QTL被精确地映射或邻近于已知的致病基因影响果实大小和肤色，证明了我们的遗传图谱的可靠性。GydF4y2Ba

果实大小候选基因的鉴定GydF4y2Ba

通过使用高分辨率和可靠的遗传图谱，我们分析了与果实尺寸相关的一些重要的特征（果子重量，果实直径和果子长度）。果实重量的频率分布，果实直径和两个f的果实长度GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba总体服从正态分布(图。GydF4y2BaS5GydF4y2Ba)，表明它们是由多个核基因控制的数量性状。结果表明，WAP中果径(LOD = 6.6)和果重(LOD = 5.5)两个qtl在第11染色体上存在130.8 Kb的重叠区，分别解释了8.97%和8.01%的表型变异(图2)。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba一种）。此外，这种间隔的核苷酸多样性在培养物显著减少GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba与野生组相比，GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba，这表明它可能已被瓜驯化（图期间选择。GydF4y2Ba4.GydF4y2Bab）。GydF4y2BaMELO3C025758GydF4y2Ba在重叠区域中检测到编码助素响应因子（ARF）。我们还使用名为GradedPool-SEQ映射的新方法验证了该候选基因（GPS映射）[GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba］．该方法从膨胀分析分析（BSA）修改，可有效地用于QTL映射。在这种方法中，fGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba后代根据表型数据被分为几个等级的群体，然后，来自每个群体的个体被混合，为测序提供足够的基因组覆盖。利用Ridit分析GydF4y2BaP.GydF4y2Ba计算每个变异与分级池之间的值。经过过滤和噪声去除后，定位与目标表型相关的qtl。结果，我们也确定了GydF4y2BaMELO3C025758GydF4y2Ba在果子重量的QTL中（图。GydF4y2BaS6GydF4y2Baa）和水果直径（图。GydF4y2BaS6GydF4y2Bab)利用gps制图分析。GydF4y2Ba

为了进一步利用该基因的功能，我们搜索了地外的GydF4y2BaMELO3C025758GydF4y2Ba在其他物种中，通常假设原始基因通常在不同的生物中保留等同的功能[GydF4y2Ba31GydF4y2Ba］．作为一个结果，我们选择从五种植物直系同源基因的最佳命中构建系统发育树（图GydF4y2Ba4.GydF4y2BaC）。我们发现，直系同源基因GydF4y2BaAT5G60450GydF4y2Ba在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba那GydF4y2BaSolyc11g069190GydF4y2Ba在番茄和GydF4y2BaCla000557GydF4y2Ba在西瓜参与果实发育的调节[GydF4y2Ba32GydF4y2Ba那GydF4y2Ba33GydF4y2Ba那GydF4y2Ba34GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

随着Resequeccing数据，我们还发现了两个伴随SNP（CHR11：25,735,961和CHR11：25,735,96,96,962），在“JL475”之间显示多态性（培养GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba)和' YS474 '(野生的GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba)(图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Bad)和完全连接在FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba产后，位于第十个外显子GydF4y2BaMELO3C025758GydF4y2Ba．前SNP (Chr11:25,735,961)导致Gln (Q)到Glu (E)的非同义突变，该突变位于双子叶植物的一个保守区域，我们选择该区域构建系统发育树。所以，我们认为这种保守区域的突变可能会影响GydF4y2BaMELO3C025758GydF4y2Ba;然而，我们认识到需要进一步的实验来验证这种假设。除了保守领域的非同义突变之外，我们假设这两个伴随SNP可能会影响表达GydF4y2BaMELO3C025758。GydF4y2Ba为了验证这一假设，我们在9种不同的甜瓜牧草中分析了肉组织（授粉后15天）中该​​基因的表达模式，其中包括6种栽培GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba（中国从地方品种群体GydF4y2BaC. Melo.GydF4y2BaSSP。GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Bavar。GydF4y2Ba中国人GydF4y2Ba）和3个野GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba附加（PI 532829，PI 406737，PI 536473）。因此，GydF4y2BaMELO3C025758GydF4y2Ba表现出野生较高的表达GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba比耕种GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba(无花果。GydF4y2Ba4.GydF4y2Bae），表达水平与果子重量显着负相关（GydF4y2BaR.GydF4y2Ba^2GydF4y2Ba = 0.92) (Fig.S7GydF4y2BaA)及果实直径(GydF4y2BaR.GydF4y2Ba^2GydF4y2Ba= 0.71)(图GydF4y2BaS7GydF4y2Bab).此外，FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba伴随SNP中栽培类型的种群显示出比果实重量和果汁直径的野生型的那些表型值显着更高的表型值（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Baf和g)。GydF4y2BaMELO3C025758GydF4y2Ba可能是在甜瓜果实尺寸中发挥关键作用的候选基因，需要进一步调查来理解其功能。GydF4y2Ba

In addition, we identified a QTL for fruit weight (LOD = 3.06) and fruit length (LOD = 4.30), covering a region of 115.9 Kb on chromosome 5 in MAP, which explained 6.01% and 8.01% of phenotypic variance, respectively. In this region,MELO3C004493GydF4y2Ba编码yabby转录因子（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba一种）。它的正轨GydF4y2BaAT2G26580GydF4y2Ba在GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba那GydF4y2Basolyc07g008180.2.1GydF4y2Ba在番茄中，和GydF4y2BaLOC Os12g42610.1GydF4y2Ba（GydF4y2Baosyabby6.GydF4y2Ba)以前被报道参与植物生长的调节[GydF4y2Ba35GydF4y2Ba那GydF4y2Ba36GydF4y2Ba那GydF4y2Ba37GydF4y2Ba(图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Bab）。此外，有报道YABBY转录因子与番茄果实大小相关联[GydF4y2Ba36GydF4y2Ba那GydF4y2Ba38GydF4y2Ba］．因此,GydF4y2BaMELO3C004493GydF4y2Ba可能是第5号染色体中水果大小的候选基因。GydF4y2Ba

遗传互联地图是研究农艺性状的遗传规律和基因组结构的重要工具。甜瓜的第一个分子标记连接图于1996年报道了随机扩增的多晶晶态DNA（RAPD）和限制性片段长度多态性（RFLP）标记，但标记物不覆盖12个甜瓜染色体[GydF4y2Ba39GydF4y2Ba］．过去，人们构建了许多分子遗传图谱[GydF4y2Ba11GydF4y2Ba那GydF4y2Ba15GydF4y2Ba那GydF4y2Ba17GydF4y2Ba那GydF4y2Ba19GydF4y2Ba那GydF4y2Ba29GydF4y2Ba那GydF4y2Ba40GydF4y2Ba那GydF4y2Ba41GydF4y2Ba］．分子生物学技术的快速发展和新一代测序技术的发展，加快了甜瓜遗传图谱的构建。WGR是一种基于测序的基因分型方法，用于检测重组断点和构建基因图谱，与基于标记的基因分型方法相比更加准确[GydF4y2Ba42GydF4y2Ba那GydF4y2Ba43GydF4y2Ba那GydF4y2Ba44GydF4y2Ba］．在这项研究中，我们构建了基于WGR的两种高密度遗传图谱，其中数百万SNPS显示了“JL475”yS474'（WAP）和'HG118'×SD119'（MAP）之间的差异。在WAP和地图中观察到遗传和物理位置之间的高一致性。此外，两个报告的基因GydF4y2BaCmACS7GydF4y2Ba为雌雄同株和GydF4y2BaCMOR.GydF4y2Ba为肤色分别位于或邻近于我们映射QTL的区域[GydF4y2Ba22GydF4y2Ba那GydF4y2Ba24GydF4y2Ba那GydF4y2Ba29GydF4y2Ba结果表明，高密度标记可用于QTL定位。GydF4y2Ba

偏析失真违反孟德尔定律的经典分离，显示出基因型频率和它们的预期值[之间的偏差GydF4y2Ba45GydF4y2Ba］．它在本质上是一个相当普遍的现象，被认定为一个强大的进化动力[GydF4y2Ba46GydF4y2Ba］．一些因素包括映射人口，父母之间的关系和标记类型可以积极影响分离失真[GydF4y2Ba47GydF4y2Ba］．偏析畸变基因座趋于聚集并形成特别提款权。下一代测序提供了大量的SNPs来构建超高密度的基因图谱，使高分辨率扫描sdr成为可能。在本研究中，我们发现7个SDR在WAP中包含14个箱子，10号染色体中含有SDR的箱子比例最高(chr 2,1 SDR, chr 7,5 SDR, chr 10)(见表)GydF4y2BaS2GydF4y2Ba）.同时，我们在MAP观察到16级的SDR 41个箱，而大部分的SDR的2号染色体上（6个特别提款权在CHR 2，1个SDR在CHR 3，1个SDR在CHR 5，在CHR 8 3级的SDR，1个SDR在CHR存在9,2 SDR在CHR 10，1个SDR在CHR 11，1个SDR在CHR 12）（表GydF4y2BaS3GydF4y2Ba）.有趣的是，WAP中所有的sdr都倾向于男性基因型，而MAP中不同的sdr则呈现不同的趋势。我们进一步进行了基因本体论(GO)分析，研究了sdr中基因的功能类别。WAP特异表达基因与植物对环境胁迫的抗性有关，这为进一步研究相关抗性基因提供了线索。然而，在MAP中，定位于sdr的基因参与了植物的生长发育，这可能有助于确定不同的农艺性状GydF4y2Ba梅洛GydF4y2Ba和GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba．ren等人。[GydF4y2Ba47GydF4y2Ba]也报道了1、2、3、4、5、7、8和9号染色体上特异受体内的标记均与栽培亲本相关，10号染色体上特异受体内的标记均倾向于野生亲本。栽培型和野生型之间的基因组差异可能导致严重的分离畸变。植物的分离畸变可能与用于群体构建的亲本的遗传背景有关。一些研究人员认为，分离失真与基因搭便车效应有关，这意味着基因的频率与选择的基因密切相关[GydF4y2Ba48GydF4y2Ba那GydF4y2Ba49GydF4y2Ba］．偏析失真的进化改变世代的等位基因频率和基因型频率，这将最终导致生殖隔离和形态。位于偏分离区的基因可以在进化过程中，以提高对环境的适应[GydF4y2Ba49GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

果实大小是甜瓜最重要的驯化分化性状之一，是一个由多基因控制的复杂性状。Pan等人[GydF4y2Ba50GydF4y2Ba对19个甜瓜果实大小(FS)、形状指数(FSI)和果实重量(FW)的qtl进行了分析。qtl分布在所有12条染色体上(以Chr6和Chr8染色体最多)，这似乎与甜瓜果实较高的遗传多样性一致[GydF4y2Ba11GydF4y2Ba那GydF4y2Ba17GydF4y2Ba那GydF4y2Ba19GydF4y2Ba那GydF4y2Ba29GydF4y2Ba那GydF4y2Ba50GydF4y2Ba］．然而，在一些研究中检测到许多这些QTL，并且大多数QTL的物理间隔仍然非常大。以前研究的群体通常来自培养成员之间的十字架GydF4y2Ba梅洛GydF4y2Ba和GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba[GydF4y2Ba10GydF4y2Ba那GydF4y2Ba11GydF4y2Ba那GydF4y2Ba19GydF4y2Ba那GydF4y2Ba29GydF4y2Ba］．然而，Díaz等人[GydF4y2Ba17GydF4y2Ba用了FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba隔离人口来自野生十字架GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba与栽培GydF4y2Ba梅洛GydF4y2Ba对于具有128个基于SNP的标记的QTL映射与128个SNP的标记有关的特征。鉴于亚种类的独立驯化GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba和GydF4y2Ba梅洛GydF4y2Ba因此，利用同一亚种的野生和栽培群体进行qtl定位具有重要意义。还需要更高分辨率的QTL分析图谱，驯化分化的遗传研究还需要达到基因水平。GydF4y2Ba

在我们的研究中，我们有两架F进行QTL分析果实大小GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba来自两个杂交的群体(栽培的)GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba×野GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba与栽培GydF4y2Ba梅洛GydF4y2Ba×栽培GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba）.这两个十字架是研究甜瓜驯化和分化的遗传学不错的选择。我们在WAP确定了果实大小的一个主要QTL 11号染色体上的基因GydF4y2BaMELO3C025758GydF4y2Ba(编码生长素响应因子)位于果实重和直径的重叠区域(图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba一种）。养素在通过控制细胞分裂和细胞扩大来确定最终果实大小是必不可少的[GydF4y2Ba32GydF4y2Ba那GydF4y2Ba51GydF4y2Ba那GydF4y2Ba52GydF4y2Ba］．瓜瓜中最迅速的细胞增大时期为授粉后10-15天。因此，我们在授粉后15天选择进行QRT-PCRGydF4y2BaMELO3C025758GydF4y2Ba在我们培育的环境下。我们发现GydF4y2BaMELO3C025758GydF4y2Ba在野生加入中表现出比培养的探索更高的表达，以及与果实直径和果子重量的负相关（图。GydF4y2BaS7GydF4y2Ba)，表明它可能是在甜瓜驯化过程中被选择的。许多研究已经证实了特定生长素反应因子在果实发育早期的作用[GydF4y2Ba53GydF4y2Ba那GydF4y2Ba54GydF4y2Ba那GydF4y2Ba55GydF4y2Ba］．我们还确定了编码Yabby转录因子的候选基因（GydF4y2BaMELO3C004493GydF4y2Ba）在地图群中的染色体5上的果实大小的QTL间隔中，在地图群中的染色体5（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Baa). YABBY-like转录因子已被报道与番茄驯化过程中果实大小的进化有关，提示其可能在甜瓜果实大小中发挥重要作用[GydF4y2Ba29GydF4y2Ba那GydF4y2Ba36GydF4y2Ba那GydF4y2Ba38GydF4y2Ba］．因此，鉴定的基因GydF4y2BaMELO3C004493GydF4y2Ba是果实大小甜瓜一个很好的候选基因。此外，相同的候选基因被鉴定与“GradedPool-SEQ映射分析” [GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba]在这项研究中，建议'GradedPool-SEQ映射分析'可以用作QTL分析和基因发现的替代策略。然而，还必须进一步研究，以证实我们对甜瓜驯化和分化的重要性。我们的研究占据了一张可靠的遗传地图，最终将使用标记辅助选择来支持未来的甜瓜育种项目。GydF4y2Ba

在这项研究中，我们使用全基因组重构构建了两种高密度遗传图（WAP和MAP）。在WAP和MAP中获得了1,871,671和1,976,589个具有总共5138和5839个重组事件的高质量SNP。两个连杆地图的总长度为904.4cm（WAP）和874.5cm（MAP），覆盖86.6和87.4％的甜瓜基因组。在MAP中的WAP和染色体5中的染色体11上鉴定出果实大小的两个基因座。GydF4y2BaMELO3C025758GydF4y2Ba和GydF4y2BaMELO3C004493GydF4y2Ba推测为两个位点的候选基因。果实大小相关性状的qtl分析将为进一步研究甜瓜的遗传机制提供依据。GydF4y2Ba

植物材料管理GydF4y2Ba

从'JL475'之间的交叉开发了映射群体（GydF4y2BaC. Melo.GydF4y2BaSSP。GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Bavar。GydF4y2Ba中国人GydF4y2Ba)和野生甜瓜' YS474 ' (GydF4y2BaC. Melo.GydF4y2BaSSP。GydF4y2Ba雅蒂斯蒂GydF4y2Bavar。GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Ba）（WAP），以及'hg118'之间的交叉（GydF4y2BaCucumis Melo SSP。梅洛GydF4y2BavarGydF4y2Ba．chandalakGydF4y2Ba)及“SD119”(GydF4y2BaC. Melo.GydF4y2BaSSP。GydF4y2Ba阿格雷斯特GydF4y2Bavar。GydF4y2BaConomon.GydF4y2Ba)(地图)。亲本系FGydF4y2Ba_1GydF4y2Ba和两个fGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba在中国农业科学院蔬菜花卉研究所的温室条件下，于2017年春夏季节进行了种群培养。植物在自然光照条件下生长。温室日温度维持在17 ~ 33℃，昼夜相对湿度约为55/85%。花被人工授粉，并在开花时标记以记录果实成熟的总天数。在WAP中，每株允许发育2个果实，在MAP中，每株允许发育1个果实。每个分离的F区有200个个体GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba人口被用来绘制地图。GydF4y2Ba

“JL475”是中国栽培的GydF4y2Ba阿斯蒂斯GydF4y2Ba甜瓜加入与白色果皮和浅橙色肉。'ys474'是印度狂野的GydF4y2Ba阿斯蒂斯GydF4y2Ba小果型(约30克)。“HG118”是该群体的中国近交系GydF4y2BachandalakGydF4y2Ba，圆形水果，果皮黄色，浅绿色的果肉和宜人的水果香气。“SD119”是从该组的中国地方品种GydF4y2BaConomon.GydF4y2Ba，果实细长，果皮白色，果肉不甜。(无花果。GydF4y2BaS1GydF4y2Ba）.GydF4y2Ba

表型和遗传分析GydF4y2Ba

用平衡（0.1g）称重成熟的水果，并在中间纵向切割，用于用尺子测量水果直径（mm）和果子长度（mm）。在评估甜瓜的技术规范之后，视觉上评估肉颜色[GydF4y2Ba16GydF4y2Ba］．分别用SPSS(24.0)软件和R程序v3.1.2进行频率分布分析和图形表示。GydF4y2Ba

基因组测序GydF4y2Ba

基因组DNA从嫩叶基础上，CTAB法提取[GydF4y2Ba56GydF4y2Ba］．在Illumina Hiseq X十平台上进行全基因组配对序列测序，图书馆插入尺寸为250-300 bp，读取长度为150bp。GydF4y2Ba

重组图谱的构建GydF4y2Ba

删除适配器并滤除低质量读取后，我们将短读取读取对参考基因组进行映射[GydF4y2Ba14GydF4y2Ba]使用BWA-ALN，使用默认参数[GydF4y2Ba57GydF4y2Ba］．该samtools和bcftools方案被应用到生成的基因组基因座的所有的基因型，使用默认设置[GydF4y2Ba58GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

Firstly, we detected loci showing bi-allelic, homozygous and polymorphic between parents, then, we filtered out the loci with the following criteria: quality ≥20, MQ ≥ 20. Secondly, the genotypes of above-mentioned loci were extracted from F_2GydF4y2Ba个人。为了避免基因转换或测序错误可能带来的偏差，采用隐马尔可夫模型对所有FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba基于观察到的snp基因型的个体，如前所述[GydF4y2Ba59GydF4y2Ba］．位于具有不同基因型的两个相邻块之间的区域被定义为交叉。最后，基于所有重组染色体片段的边界构建的箱图，并且排除了长度低于30kb的箱以避免错误重组[GydF4y2Ba28GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

遗传图谱构建GydF4y2Ba

软件MSTMAP用于构造具有参数的链接图“GydF4y2BaP.GydF4y2Ba值= 0.0000001，缺失阈值= 0.2，距离函数= kosambi，目标函数= ML " [GydF4y2Ba60GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

QTL分析GydF4y2Ba

使用R / QTL，软件包用于映射数量性状基因座[进行QTL分析GydF4y2Ba58GydF4y2Ba］．我们选择了复合区间作图与GydF4y2BaCIMGydF4y2Ba功能。LOD阈值基于1000个排列（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba< 0.05)，每个性状在R/qtl中具有排列功能。QTL的支持区间由LOD峰值区和双边区确定。利用fitqtl函数估计从数据集中检测到的每个QTL的变异和加性效应。支持区间重叠的QTL视为单个QTL。GydF4y2Ba

GradedPool-SEQ映射分析GydF4y2Ba

根据Wang等人的建议。[GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba，选择20-30%的个体作为一个整体是合适的。首先，我们将表型值从高到低排序。然后，我们将所有排名的个体分为四个池，每个池的标准是大约四分之一的个体。根据这个标准，FGydF4y2Ba_2GydF4y2Ba基于WAP中的低到高分子的表型值汇集群体（果子重量：25-85g，86-126g，127-160g，162-353g。直径：3.0-4.9厘米，5.0-5.5厘米，5.6-6.0厘米，6.1-7.8厘米）和地图（水果重：300-628 G，630-777 G，782-1059 G，1060-1942g，果子长度：7.9-14.5厘米，14.6-16.7厘米，16.8-18.9厘米，19-28厘米）。接下来，我们将它们的测序数据合并为每个混合池，以这种方式，我们将合并的读取与参考基因组对齐，并计算每个变体的深度。在使用默认参数过滤具有低质量和深度的变体后，我们计算了GydF4y2BaP.GydF4y2Ba- 对每个变体的RIDIT分析值。最后，为了减少背景噪声，我们将滑动窗口大小设置为400 kb，并且将候选区域设置为峰间隔，并且从Wang等人报告的两侧远远地区的200kb区域。[GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba］．所有关于gps制图分析的代码和参数均可在GitHub (GydF4y2Bahttps://github.com/sctang1991/ GPS-pipelineGydF4y2Ba）.GydF4y2Ba

系统发育树建设GydF4y2Ba

我们选择了最好的麦基酸序列GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba，水稻，马铃薯，番茄，南瓜，西瓜，黄瓜使用爆破采用默认设置。在MEGA 6.0软件使用CLUSTALW获得多重序列比对[GydF4y2Ba61GydF4y2Ba］．接着，最大似然算法被用于构建系统发生树，在MEGA的自举值的100 [GydF4y2Ba62GydF4y2Ba］．GydF4y2Ba

核苷酸多样性分析GydF4y2Ba

利用Zhao等人的核苷酸多样性分析的整个基因组结果。[GydF4y2Ba16GydF4y2Ba]，我们选择的目标区域在我们的候选基因和有R脚本绘制它。GydF4y2Ba

实时荧光定量PCR (qRT-PCR)GydF4y2Ba

Fruit flesh samples (about 0.2 g) were collected 15 days after pollination, frozen immediately in liquid nitrogen and stored at − 80 °C until use for RNA extraction. Total RNA was extracted from the flesh as described in the TRI reagent protocol (Takara Bio Inc., Japan). For all samples, total RNA (1 μg) was converted to cDNA using PrimeScript™ 1st Strand cDNA Synthesis Kits (Takara) according to the manufacturer’s instructions. Specific primers were designed using Primer Premier 6.0 (http://www.premierbiosoft.com/primerdesign/index.htmlGydF4y2Ba）.用于qRT-PCR的基因特异性引物见表GydF4y2Ba2GydF4y2Ba．根据生产商说明，所有反应均使用SYBR PrimeScript™RT-PCR试剂盒(Takara Bio Inc.，志贺，日本)进行。使用LightCycler®96仪器(罗氏，曼海姆，德国)进行定量RT-PCR。GydF4y2Ba

本研究中使用和/或分析的数据集均可通过通讯作者的合理请求获得，所有测序数据均提交至NCBI Sequence Read Archive数据库，登录号为PRJNA685284。GydF4y2Ba

QTL:GydF4y2Ba

数量性状位点GydF4y2Ba

装备:GydF4y2Ba

染色体GydF4y2Ba

QRT-PCR：GydF4y2Ba

定量实时聚合酶链反应GydF4y2Ba

SNP:GydF4y2Ba

单核苷酸多态性GydF4y2Ba

Indel:GydF4y2Ba

Insertion-deletionGydF4y2Ba

SSR：GydF4y2Ba

简单的序列重复GydF4y2Ba

RAPD：GydF4y2Ba

随机扩增多态性DNAGydF4y2Ba

RFLP：GydF4y2Ba

限制性片段长度多态性GydF4y2Ba

格林:GydF4y2Ba

连锁群GydF4y2Ba

LOD：GydF4y2Ba

概率的对数GydF4y2Ba

米德：GydF4y2Ba

Centimorgan.GydF4y2Ba

GBS：GydF4y2Ba

Genotyping-by-sequencingGydF4y2Ba

WGR：GydF4y2Ba

全基因组重新排列GydF4y2Ba

SDR：GydF4y2Ba

偏分离区GydF4y2Ba

去：GydF4y2Ba

基因本体论GydF4y2Ba

我们非常感谢索尼娅Negrao（生物学院和环境科学，都柏林大学）为她的宝贵建议和水果和瓜类作物生物学河南省重点实验室提供实验平台。GydF4y2Ba

这项工作是由中国西瓜甜瓜（CARS-25），对农业科技创新计划，中国农业科学院的中国农业研究系统（CAAS-国家重点研究发展计划（2020YFD1000300），支持ASTIP-IVFCAAS，CAAS-ASTIP-2016-ZFRI-06），对科学技术的创新和深圳市大鹏新区（RC201901-05），以及深圳市科技计划项目（KQTD2016113010482651）的产业发展专项资金。GydF4y2Ba

作者指出GydF4y2Ba

1. 连群、傅秋实对这部作品贡献相当。GydF4y2Ba

从属关系GydF4y2Ba

1. 中国农业科学院蔬菜与田园园区园艺作物生物学与遗传改良重点实验室，中国农业科学院，北京100081GydF4y2Ba

   群联，傅秋实，志成胡，竟争，张艾艾：Huaisong王GydF4y2Ba

2. 深圳分公司，广东省重点实验室岭南现代农业，农业部基因组分析实验室，中国农业华大基因研究院在深圳，中国农业科学院，深圳，518000，GydF4y2Ba

   群丽安GydF4y2Ba

3. 水果和瓜类作物生物学，郑州果树研究所，中国农业科学院，郑州，450009，中国的河南省重点实验室GydF4y2Ba

   徐永阳，何玉华，赵光伟GydF4y2Ba

4. 中国科学院分子植物卓越中心，国家基因研究中心，上海200000GydF4y2Ba

   昌盛王GydF4y2Ba

5. 沈阳农业大学园艺学院，沈阳110866GydF4y2Ba

   川强徐GydF4y2Ba

6. 周口师范学院设计学院，河南周口466000GydF4y2Ba

   本金陈GydF4y2Ba

7. 农业基因组学研究中心csicirta - uab - ub，西班牙巴塞罗那GydF4y2Ba

   乔迪Garcia-MasGydF4y2Ba

8. 德研究所我Recerca TECNOLOGIAAgroalimentàries（IRTA），巴塞罗那，西班牙GydF4y2Ba

   乔迪Garcia-MasGydF4y2Ba

贡献GydF4y2Ba

HW，GZ和JG-M设计的研究，并促成了该项目的原始概念。YX，YH，CX和BC所管理的项目。QL和CW进行生物信息学。QF，汉王，ZH，AZ和JZ促成了甜瓜种质的收集和执行的表型。QF，GZ和QL制备的图，表和起草的手稿。作者（S）阅读并同意最终的文本。GydF4y2Ba

相应的作者GydF4y2Ba

对应于GydF4y2BaGuangwei赵GydF4y2Ba或GydF4y2Ba怀勇王GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

伦理批准和同意参与GydF4y2Ba

不适用。GydF4y2Ba

同意出版物GydF4y2Ba

不适用。GydF4y2Ba

利益争夺GydF4y2Ba

作者声明他们没有利益冲突。GydF4y2Ba

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