トウモロコシのRIL集団を使用した高密度SNPを使用した農業特性のQTLのマッピング

背景：ゲノムワイドアソシエーション研究（GWAS）は、人間や動物の定量的特性の根底にあるQTLを特定するために広く使用されており、トウモロコシを含む多くの作物でQTLをマッピングする一般的な方法にもなりました。ハイスループットジェノタイピング技術の進歩により、SNPマーカーを使用した高密度リンケージマップの構築が可能になります。 目的：特定の特性に関連する分子マーカーを見つけるには、高密度の遺伝子マッピングが先行する必要があります。この研究の目的は、（1）SNPマーカーを使用して高密度リンケージマップを構築し、（2）MO17/KW7 RIL集団の穀物収量と品質関連の特性のQTLを検出することでした。 方法：この研究では、2つの親線、MO17（正常トウモロコシの近交系）およびKW7（ワックスの近交系）およびMO17/KW7 RIL集団の80 F7：8系統を、56,110のイルミナビードチップアレイであるMAIZESNP50ビードチップを使用して遺伝子型にされました。トウモロコシSNP。QTL ICIMAPPINGソフトウェア内の包括的なコンポジット間隔マッピング（ICIM）メソッドを使用して、QTLSのマーカー統合と検出を実行しました。 結果：この研究は、トウモロコシMO17/KW7組換え線（RIL）集団のためのイルミナMaizesNP50 BeadChipを使用して遺伝子型で済みました。2904 SNPマーカーは、10個のトウモロコシ染色体すべてに沿って分布していました。リンケージマップの総長さは3553.7 cmで、SNP間の平均間隔は1.22 cmでした。MO17/KW7 RIL集団では、8つの特性を制御する合計18のQTLが検出されました。植物の高さ（pH）の3つのQTLが染色体4および8で検出され、表現型の分散の16.01％（QPH8）から19.85％（QPH4A）から示されました。耳の高さ（EH）に関連する5つのQTLが染色体3、4、および6で特定され、表現型の分散の3.79％（QEH6）から27.57％（QEH4B）を占めました。染色体1、4、8、および9の水分含有量（WC）に関連する5つのQTLは、表現型の分散の9.55％（QWC8B）から23.30％（QWC4）を占めました。染色体9のアミロース含有量（AC）に関連する1つのQTL（QAC9）は、表現型の分散の82.10％を示しました。 結論：この研究で検出されたトウモロコシのRIL集団の高密度リンケージマップと推定QTLは、ワックス状および正常なトウモロコシの繁殖プログラムで効果的に利用して、マーカーアシスト選択（MAS）繁殖プログラムを通じて選択プロセスを促進することができます。

BACKGROUND: Genome wide association studies (GWAS) have been widely used to identify QTLs underlying quantitative traits in humans and animals, and they have also become a popular method of mapping QTLs in many crops, including maize. Advances in high-throughput genotyping technologies enable construction of high-density linkage maps using SNP markers. OBJECTIVES: High-density genetic mapping must precede to find molecular markers associated with a particular trait. The objectives of this study were to (1) construct a high-density linkage map using SNP markers and (2) detect the QTLs for grain yield and quality related traits of the Mo17/KW7 RIL population. METHODS: In this study, two parental lines, Mo17 (normal maize inbred line) and KW7 (waxy inbred line) and 80 F7:8 lines in the Mo17/KW7 RIL population were genotyped using the MaizeSNP50 BeadChip, an Illumina BeadChip array of 56,110 maize SNPs. Marker integration and detection of QTLs was performed using the inclusive composite interval mapping (ICIM) method within the QTL IciMapping software. RESULTS: This study was genotyped using the Illumina MaizeSNP50 BeadChip for maize Mo17/KW7 recombinant inbred line (RIL) population. The 2904 SNP markers were distributed along all 10 maize chromosomes. The total length of the linkage map was 3553.7 cm, with an average interval of 1.22 cm between SNPs. A total of 18 QTLs controlling eight traits were detected in the Mo17/KW7 RIL population. Three QTLs for plant height (PH) were detected on chromosomes 4 and 8 and showed from 16.01% (qPH8) to 19.85% (qPH4a) of phenotypic variance. Five QTLs related to ear height (EH) were identified on chromosomes 3, 4, and 6 and accounted for 3.79% (qEH6) to 27.57% (qEH4b) of phenotypic variance. Five QTLs related to water content (WC) on chromosomes 1, 4, 8, and 9 accounted for 9.55% (qWC8b) to 23.30% (qWC4) of phenotypic variance. One QTL (qAC9) relating to amylose content (AC) on chromosome 9 showed 82.10% of phenotypic variance. CONCLUSIONS: The high-density linkage map and putative QTLs of the maize RIL population detected in this study can be effectively utilized in waxy and normal maize breeding programs to facilitate the selection process through marker-assisted selection (MAS) breeding programs.