Published July 8, 2017
| Version v1
Publication
Open
Genome-wide association study discovered candidate genes of Verticillium wilt resistance in upland cotton (<i>Gossypium hirsutum</i> L.)
Creators
- 1. Institute of Food Science and Technology
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 3. Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science
Description
Summary Verticillium wilt ( VW ), caused by infection by Verticillium dahliae , is considered one of the most yield‐limiting diseases in cotton. To examine the genetic architecture of cotton VW resistance, we performed a genome‐wide association study ( GWAS ) using a panel of 299 accessions and 85 630 single nucleotide polymorphisms ( SNP s) detected using the specific‐locus amplified fragment sequencing ( SLAF ‐seq) approach. Trait– SNP association analysis detected a total of 17 significant SNP s at P < 1.17 × 10 –5 ( P = 1/85 630, –log 10 P = 4.93); the peaks of SNP s associated with VW resistance on A10 were continuous and common in three environments ( RDIG 2015, RDIF 2015 and RDIF 2016). Haplotype block structure analysis predicted 22 candidate genes for VW resistance based on A10_99672586 with a minimum P ‐value (–log 10 P = 6.21). One of these genes ( CG 02) was near the significant SNP A10_99672586 (0.26 Mb), located in a 372‐kb haplotype block, and its Arabidopsis AT 3G25510 homologues contain TIR ‐ NBS ‐ LRR domains that may be involved in disease resistance response. Real‐time quantitative PCR and virus‐induced gene silencing ( VIGS ) analysis showed that CG 02 was specific to up‐regulation in the resistant (R) genotype Zhongzhimian2 ( ZZM 2) and that silenced plants were more susceptible to V. dahliae . These results indicate that CG 02 is likely the candidate gene for resistance against V. dahliae in cotton. The identified locus or gene may serve as a promising target for genetic engineering and selection for improving resistance to VW in cotton.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ملخص يعتبر ذبول Verticillium ( VW )، الناجم عن عدوى Verticillium dahliae، أحد أكثر الأمراض التي تحد من الغلة في القطن. لفحص البنية الوراثية لمقاومة فولكس فاجن للقطن، أجرينا دراسة ارتباط على مستوى الجينوم ( GWAS ) باستخدام لوحة من 299 إضافة و 85630 تعدد أشكال النيوكليوتيدات المفردة ( SNPs) المكتشفة باستخدام نهج تسلسل الشظايا المضخم المحدد ( SLAF -seq). السمة - اكتشف تحليل ارتباط SNP ما مجموعه 17 SNPs مهمة عند P < 1.17 × 10 –5 ( P = 1/85 630، - log 10 P = 4.93) ؛ كانت قمم SNPs المرتبطة بمقاومة فولكس فاجن على A10 مستمرة وشائعة في ثلاث بيئات (RDIG 2015، RDIF 2015 و RDIF 2016). تنبأ تحليل بنية كتلة النمط الفرداني بـ 22 جينًا مرشحًا لمقاومة فولكس فاجن بناءً على A10 _99672586 مع الحد الأدنى من قيمة P (- log 10 P = 6.21). كان أحد هذه الجينات ( CG 02) بالقرب من SNP A10 _99672586 (0.26 ميجابايت)، ويقع في كتلة النمط الفرداني 372 كيلوبايت، وتحتوي نظائر الأرابيدوبسيس في 3G25510 على نطاقات TIR - NBS - LRR التي قد تشارك في الاستجابة لمقاومة الأمراض. أظهر تحليل تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي في الوقت الحقيقي وتحليل إسكات الجينات المستحث بالفيروس (VIGS) أن CG 02 كان محددًا للتنظيم في النمط الجيني المقاوم Zhongzhimian 2 (ZZM 2) وأن النباتات التي تم إسكاتها كانت أكثر عرضة لـ V. dahliae . تشير هذه النتائج إلى أن CG 02 من المحتمل أن يكون الجين المرشح للمقاومة ضد V. dahliae في القطن. قد يكون الموضع أو الجين المحدد بمثابة هدف واعد للهندسة الوراثية والاختيار لتحسين مقاومة فولكس فاجن في القطن.Translated Description (French)
Résumé Le flétrissement du Verticillium ( VW ), causé par l'infection par Verticillium dahliae , est considéré comme l'une des maladies les plus limitant le rendement du coton. Pour examiner l'architecture génétique de la résistance au VW du coton, nous avons réalisé une étude d'association à l'échelle du génome ( GWAS ) en utilisant un panel de 299 accessions et 85 630 polymorphismes mononucléotidiques ( SNP) détectés en utilisant l'approche de séquençage de fragments amplifiés par locus spécifique (SLAF-seq). L'analyse de l'association trait- SNP a détecté un total de 17 SNP significatifs à P < 1,17 × 10 –5 ( P = 1/85 630, –log 10 P = 4,93) ; les pics de SNP associés à la résistance VW sur A10 étaient continus et communs dans trois environnements ( RDIG 2015, RDIF 2015 et RDIF 2016). L'analyse de la structure des blocs d'haplotypes a prédit 22 gènes candidats pour la résistance VW basée sur A10_99672586 avec une valeur P minimale (–log 10 P = 6,21). L'un de ces gènes ( CG 02) était proche du SNP significatif A10_99672586 (0,26 Mb), situé dans un bloc d'haplotype de 372 kb, et ses homologues Arabidopsis AT 3G25510 contiennent des domaines TIR ‐ NBS ‐ LRR qui peuvent être impliqués dans la réponse à la résistance aux maladies. L'analyse quantitative en temps réel par PCR et par silençage génique induit par virus ( VIGS ) a montré que CG 02 était spécifique de la régulation positive dans le génotype résistant (R) Zhongzhimian2 ( ZZM 2) et que les plantes silencieuses étaient plus sensibles à V. dahliae . Ces résultats indiquent que CG 02 est probablement le gène candidat pour la résistance contre V. dahliae dans le coton. Le locus ou le gène identifié peut servir de cible prometteuse pour le génie génétique et la sélection pour améliorer la résistance au VW dans le coton.Translated Description (Spanish)
Resumen El marchitamiento por Verticillium ( VW ), causado por la infección por Verticillium dahliae , se considera una de las enfermedades que más limitan el rendimiento en el algodón. Para examinar la arquitectura genética de la resistencia a VW del algodón, realizamos un estudio de asociación de genoma completo ( GWAS ) utilizando un panel de 299 accesiones y 85 630 polimorfismos de un solo nucleótido ( SNP) detectados utilizando el enfoque de secuenciación de fragmentos amplificados de locus específico (SLAF-seq). Rasgo: el análisis de asociación de SNP detectó un total de 17 SNP significativos a P < 1,17 × 10 –5 ( P = 1/85 630, –log 10 P = 4,93); los picos de SNP asociados con la resistencia a VW en A10 fueron continuos y comunes en tres entornos (RDIG 2015, RDIF 2015 y RDIF 2016). El análisis de la estructura del bloque de haplotipos predijo 22 genes candidatos para la resistencia a VW en función de A10_99672586 con un valor P mínimo (–log 10 P = 6.21). Uno de estos genes ( CG 02) estaba cerca del significativo SNP A10_99672586 (0.26 Mb), ubicado en un bloque de haplotipo de 372 kb, y sus homólogos de Arabidopsis AT 3G25510 contienen dominios TIR-NBS-LRR que pueden estar involucrados en la respuesta de resistencia a la enfermedad. La PCR cuantitativa en tiempo real y el análisis de silenciamiento génico inducido por virus ( VIGS ) mostraron que CG 02 era específico para la regulación positiva en el genotipo (R) resistente Zhongzhimian2 ( ZZM 2) y que las plantas silenciadas eran más susceptibles a V. dahliae . Estos resultados indican que CG 02 es probablemente el gen candidato para la resistencia contra V. dahliae en el algodón. El locus o gen identificado puede servir como un objetivo prometedor para la ingeniería genética y la selección para mejorar la resistencia a VW en el algodón.Files
pbi.12734.pdf
Files
(16.0 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:3c1339fe9147f7b6b6d6b6bd15c6e7a8
|
16.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- اكتشفت دراسة الارتباط على مستوى الجينوم جينات مرشحة لمقاومة الذبول في قطن المرتفعات (<i>Gossypium hirsutum</i> L.)
- Translated title (French)
- Une étude d'association à l'échelle du génome a découvert des gènes candidats de la résistance au flétrissement de Verticillium dans le coton des hautes terres (<i>Gossypium hirsutum</i> L.)
- Translated title (Spanish)
- Un estudio de asociación de todo el genoma descubrió genes candidatos de resistencia al marchitamiento por Verticillium en algodón de tierras altas (<i>Gossypium hirsutum</i> L.)
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2601353011
- DOI
- 10.1111/pbi.12734
References
- https://openalex.org/W1500896560
- https://openalex.org/W1524943018
- https://openalex.org/W1538643903
- https://openalex.org/W1884957766
- https://openalex.org/W1910812733
- https://openalex.org/W1974879397
- https://openalex.org/W1978338189
- https://openalex.org/W1981270312
- https://openalex.org/W1984757332
- https://openalex.org/W1987126204
- https://openalex.org/W1987527909
- https://openalex.org/W1998790418
- https://openalex.org/W1998907038
- https://openalex.org/W2002632259
- https://openalex.org/W2004261412
- https://openalex.org/W2005180190
- https://openalex.org/W2010854320
- https://openalex.org/W2020890873
- https://openalex.org/W2021085234
- https://openalex.org/W2066743397
- https://openalex.org/W2068071981
- https://openalex.org/W2068235688
- https://openalex.org/W2079635438
- https://openalex.org/W2082692770
- https://openalex.org/W2082886833
- https://openalex.org/W2084484077
- https://openalex.org/W2085371907
- https://openalex.org/W2086208654
- https://openalex.org/W2086399523
- https://openalex.org/W2087516612
- https://openalex.org/W2090881705
- https://openalex.org/W2093212707
- https://openalex.org/W2093776734
- https://openalex.org/W2103912806
- https://openalex.org/W2107277218
- https://openalex.org/W2108234281
- https://openalex.org/W2110768663
- https://openalex.org/W2112333732
- https://openalex.org/W2119180969
- https://openalex.org/W2122608307
- https://openalex.org/W2127550929
- https://openalex.org/W2130653153
- https://openalex.org/W2132164162
- https://openalex.org/W2132632499
- https://openalex.org/W2133126366
- https://openalex.org/W2138261448
- https://openalex.org/W2138472234
- https://openalex.org/W2144136482
- https://openalex.org/W2149288921
- https://openalex.org/W2151042817
- https://openalex.org/W2152664025
- https://openalex.org/W2155244871
- https://openalex.org/W2157752701
- https://openalex.org/W2159217762
- https://openalex.org/W2161620511
- https://openalex.org/W2162530578
- https://openalex.org/W2192080449
- https://openalex.org/W2277172702
- https://openalex.org/W2466222259
- https://openalex.org/W2472068545
- https://openalex.org/W2536610801