ゲノム全体の関連分析により、海の島綿（Gossypium barbadense）の繊維品質特性に関与する遺伝子座と候補遺伝子が明らかになります

背景：Sea Island Cotton（Gossypium Barbadense）は著しく優れた高品質の繊維を持っています。これは、繊維産業で重要な役割を果たし、高地綿（G. Hirsutum）繊維品質の向上のドナーとして機能します。遺伝的特性分析と重要な遺伝子の特定は、海の島綿の繊維発達と繁殖の利用のメカニズムを理解するのに役立ちます。 結果：この研究では、ジェノタイピングと表現型繊維の品質特性のために、さまざまな起源から279の海の島の綿花作用が収集されました。6303の高品質の単一ヌクレオチド多型（SNP）のセットは、高密度cottonsNP80Kアレイによって得られました。人口の特徴は、海島の綿の吹き込みが幅広い遺伝的多様性を持ち、3つのグループに集まっていることを示しました。Group1は、オリジナルのシーアイランドコットンランドレースであるMenoufi、およびGroup2とGroup3に密接に関連しています。ソビエト連邦。さらに、249のアクセスを使用し、2年間で通常の環境と塩環境で5つの繊維品質特性を評価しました。繊維の均一性（FU）、繊維長（FL）、繊維伸長（FE）は塩条件で有意に減少しましたが、繊維強度（FS）と繊維ミクロネール（MIC）は増加しました。6303 SNPおよびゲノムワイド関連研究（GWAS）分析に基づいて、5つの繊維品質特性について合計34の安定した定量的形質遺伝子座（QTL）が特定されました。遺伝子オントロジー（GO）分析により、25の重複したQTLの候補遺伝子は、主に「細胞および生物学的プロセス」で濃縮されていることが示されました。さらに、「木部発達」と「ホルモンへの反応」経路も見つかりました。ハプロタイプ分析では、QTL TM6004のE3ユビキチン - タンパク質リガーゼをコードするGB_A03G0335が遺伝子領域のSNP変動（A/C）を有していたことが、FL、FS、FU、およびFEと有意に相関しており、光ファイバーの品質における重大な役割を暗示していることがわかりました。 結論：本研究は、シーアイランドコットンの吹き込みの遺伝的多様性の基盤を提供し、繁殖診療の繊維品質改善に貢献します。

BACKGROUND: Sea island cotton (Gossypium barbadense) has markedly superior high quality fibers, which plays an important role in the textile industry and acts as a donor for upland cotton (G. hirsutum) fiber quality improvement. The genetic characteristics analysis and the identification of key genes will be helpful to understand the mechanism of fiber development and breeding utilization in sea island cotton. RESULTS: In this study, 279 sea island cotton accessions were collected from different origins for genotyping and phenotyping fiber quality traits. A set of 6303 high quality single nucleotide polymorphisms (SNPs) were obtained by high-density CottonSNP80K array. The population characteristics showed that the sea island cotton accessions had wide genetic diversity and were clustered into three groups, with Group1 closely related to Menoufi, an original sea island cotton landrace, and Group2 and Group3 related to widely introduced accessions from Egypt, USA and Former Soviet Union. Further, we used 249 accessions and evaluated five fiber quality traits under normal and salt environments over 2 years. Except for fiber uniformity (FU), fiber length (FL) and fiber elongation (FE) were significantly decreased in salt conditions, while fiber strength (FS) and fiber micronaire (MIC) were increased. Based on 6303 SNPs and genome-wide association study (GWAS) analysis, a total of 34 stable quantitative trait loci (QTLs) were identified for the five fiber quality traits with 25 detected simultaneously under normal and salt environments. Gene Ontology (GO) analysis indicated that candidate genes in the 25 overlapped QTLs were enriched mostly in "cellular and biological process". In addition, "xylem development" and "response to hormone" pathways were also found. Haplotype analyses found that GB_A03G0335 encoding an E3 ubiquitin-protein ligase in QTL TM6004 had SNP variation (A/C) in gene region, was significantly correlated with FL, FS, FU, and FE, implying a crucial role in fiber quality. CONCLUSIONS: The present study provides a foundation for genetic diversity of sea island cotton accessions and will contribute to fiber quality improvement in breeding practice.