Published October 15, 2018 | Version v1
Publication Open

QTL Mapping and Heterosis Analysis for Fiber Quality Traits Across Multiple Genetic Populations and Environments in Upland Cotton

Creators

  • 1. Zhejiang University
  • 2. Kohat University of Science and Technology

Description

An "immortalized F2" (IF2) and two reciprocal backcross (HSBCF1 and MARBCF1) populations were constructed to investigate the genetic bases of fiber quality traits in upland cotton across four different environments. A relatively high level of heterosis for micronaire (MIC) in IF2s, as well as fiber length (FL) and MIC in MARBCF1s was observed. A total of 167 quantitative trait loci (QTLs) was detected in the three related experimental populations and their corresponding mid-parental heterosis (MPH) datasets using the composite interval mapping (CIM) approach. Analysis of genetic effects of QTLs detected in different populations and their MPH datasets showed 16 (24.24%) partial dominance (PD) QTLs and 46 (69.70%) over-dominance (OD) QTLs were identified in an IF2 population; 89 (62.68%) additive QTLs, three (2.11%) PD QTLs, and 49 (34.51%) OD QTLs were detected in two BCF1 populations. Multi-environment analysis showed 48 and 56 main-QTLs (m-QTLs), and 132 and 182 epistasis-QTLs (e-QTLs), by inclusive composite interval mapping (ICIM) in IF2 and two BCF1 populations, respectively. Phenotypic variance explained by e-QTLs, except for MARBCF1s, was higher than that by m-QTLs. Thus, the over-dominant, partial dominant, and epistasis effects were the main causes of heterosis in the IF2 population, while the additive, over-dominant, and epistasis effects were the primary genetic basis of heterosis in the two BCF1 populations. Taken together, additive effect, partial dominance, over-dominance, and epistasis contributed to fiber quality heterosis in upland cotton, but over-dominance and epistasis were the most important factors.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم بناء مجموعات "F2 الخالدة" (IF2) واثنين من المجموعات العكسية المتبادلة (HSBCF1 و MARBCF1) للتحقيق في القواعد الوراثية لسمات جودة الألياف في القطن المرتفع عبر أربع بيئات مختلفة. لوحظ وجود مستوى عالٍ نسبيًا من التغاير للميكرونير (MIC) في IF2s، بالإضافة إلى طول الألياف (FL) والميكروفون في MARBCF1s. تم اكتشاف ما مجموعه 167 موقع سمة كمية (QTLs) في المجموعات التجريبية الثلاث ذات الصلة ومجموعات البيانات المقابلة لها في منتصف الأبوة والأمومة (MPH) باستخدام نهج رسم الخرائط الفاصلة المركبة (CIM). أظهر تحليل التأثيرات الجينية لـ QTLs المكتشفة في مجموعات سكانية مختلفة ومجموعات بيانات MPH الخاصة بهم 16 (24.24 ٪) QTLs للهيمنة الجزئية (PD) و 46 (69.70 ٪) QTLs للهيمنة المفرطة (OD) تم تحديدها في مجموعة IF2 ؛ تم اكتشاف 89 (62.68 ٪) QTLs إضافية، وثلاثة (2.11 ٪) QTLs للهيمنة الجزئية (PD)، و 49 (34.51 ٪) QTLs للهيمنة المفرطة (OD) في مجموعتين من BCF1. أظهر التحليل متعدد البيئات 48 و 56 خطًا رئيسيًا من خطوط قياس الجودة (m - QTLs)، و 132 و 182 خطًا من خطوط قياس المعرفة (e - QTLs)، من خلال رسم الخرائط الفاصلة المركبة الشاملة (ICIM) في IF2 واثنين من مجموعات BCF1، على التوالي. كان تباين النمط الظاهري الذي فسرته e - QTLs، باستثناء MARBCF1s، أعلى من تباين m - QTLs. وبالتالي، كانت الآثار المهيمنة بشكل مفرط والمهيمنة جزئياً والمعرفية هي الأسباب الرئيسية للتغاير في مجتمع IF2، في حين كانت الآثار المضافة والمهيمنة بشكل مفرط والمعرفية هي الأساس الجيني الأساسي للتغاير في مجموعتي BCF1. ساهم التأثير الإضافي، والهيمنة الجزئية، والسيطرة المفرطة، والمعرفة معًا في تغاير جودة الألياف في القطن المرتفع، لكن الهيمنة المفرطة والمعرفة كانت أهم العوامل.

Translated Description (French)

Une population « F2 immortalisée » (IF2) et deux populations de rétrocroisement réciproque (HSBCF1 et MARBCF1) ont été construites pour étudier les bases génétiques des traits de qualité des fibres dans le coton des hautes terres dans quatre environnements différents. Un niveau relativement élevé d'hétérosis pour le micronaire (MIC) dans les IF2, ainsi que pour la longueur des fibres (FL) et la MIC dans les MARBCF1 a été observé. Un total de 167 locus de caractères quantitatifs (QTL) a été détecté dans les trois populations expérimentales apparentées et leurs ensembles de données correspondants d'hétérosis parentale moyenne (MPH) en utilisant l'approche de cartographie par intervalles composites (CIM). L'analyse des effets génétiques des QTL détectés dans différentes populations et de leurs ensembles de données MPH a montré que 16 (24,24 %) QTL à dominance partielle (PD) et 46 (69,70 %) QTL à sur-dominance (OD) ont été identifiés dans une population IF2 ; 89 (62,68 %) QTL additifs, trois (2,11 %) QTL PD et 49 (34,51 %) QTL à sur-dominance (OD) ont été détectés dans deux populations BCF1. L'analyse multi-environnementale a montré 48 et 56 QTL principaux (m-QTL), et 132 et 182 QTL épistasiques (e-QTL), par cartographie par intervalles composites inclusive (ICIM) dans les populations IF2 et deux BCF1, respectivement. La variance phénotypique expliquée par les e-QTL, à l'exception des MARBCF1, était supérieure à celle des m-QTL. Ainsi, les effets sur-dominants, partiellement dominants et d'épistasis étaient les principales causes d'hétérosis dans la population IF2, tandis que les effets additifs, sur-dominants et d'épistasis étaient la principale base génétique de l'hétérosis dans les deux populations BCF1. Pris ensemble, l'effet additif, la dominance partielle, la surdominance et l'épistasie ont contribué à l'hétérosis de la qualité des fibres dans le coton des hautes terres, mais la surdominance et l'épistasie ont été les facteurs les plus importants.

Translated Description (Spanish)

Se construyeron una "F2 inmortalizada" (IF2) y dos poblaciones de retrocruzamiento recíproco (HSBCF1 y MARBCF1) para investigar las bases genéticas de los rasgos de calidad de la fibra en el algodón de tierras altas en cuatro entornos diferentes. Se observó un nivel relativamente alto de heterosis para micronaire (MIC) en IF2, así como longitud de fibra (FL) y MIC en MARBCF1. Se detectó un total de 167 loci de rasgos cuantitativos (QTL) en las tres poblaciones experimentales relacionadas y sus correspondientes conjuntos de datos de heterosis media parental (MPH) utilizando el enfoque de mapeo de intervalos compuestos (CIM). El análisis de los efectos genéticos de los QTL detectados en diferentes poblaciones y sus conjuntos de datos de MPH mostró 16 (24,24%) QTL de dominancia parcial (PD) y 46 (69,70%) QTL de sobredominancia (OD) se identificaron en una población IF2; 89 (62,68%) QTL aditivos, tres (2,11%) QTL PD y 49 (34,51%) QTL OD se detectaron en dos poblaciones BCF1. El análisis multiambiental mostró 48 y 56 QTL principales (m-QTL), y 132 y 182 epistasis-QTL (e-QTL), mediante mapeo de intervalos compuestos inclusivos (ICIM) en poblaciones IF2 y dos BCF1, respectivamente. La varianza fenotípica explicada por los e-QTL, a excepción de los MARBCF1, fue mayor que la de los m-QTL. Por lo tanto, los efectos dominantes excesivos, dominantes parciales y epistasis fueron las principales causas de heterosis en la población IF2, mientras que los efectos aditivos, dominantes excesivos y epistasis fueron la base genética primaria de la heterosis en las dos poblaciones BCF1. En conjunto, el efecto aditivo, la dominancia parcial, la sobredominancia y la epistasis contribuyeron a la heterosis de la calidad de la fibra en el algodón de tierras altas, pero la sobredominancia y la epistasis fueron los factores más importantes.

Files

pdf.pdf

Files (6.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:9b7aa5c75e18acd05ff3271a03061a18
6.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
رسم خرائط QTL وتحليل التباين لسمات جودة الألياف عبر العديد من المجموعات السكانية الوراثية والبيئات في القطن المرتفع
Translated title (French)
Cartographie QTL et analyse de l'hétérosis pour les traits de qualité des fibres dans de multiples populations et environnements génétiques dans le coton des hautes terres
Translated title (Spanish)
Mapeo de QTL y análisis de heterosis para rasgos de calidad de fibra en múltiples poblaciones genéticas y entornos en algodón de tierras altas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2890690281
DOI
10.3389/fpls.2018.01364

Is supplement to
https://openalex.org/W4233090352 (Other)
https://openalex.org/W4225422179 (Other)
https://openalex.org/W2485152798 (Other)
https://openalex.org/W2429987369 (Other)
https://openalex.org/W2377489187 (Other)
https://openalex.org/W2358274057 (Other)
https://openalex.org/W2154954280 (Other)
https://openalex.org/W2109085886 (Other)
https://openalex.org/W2076506441 (Other)
https://openalex.org/W2020153499 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1580378349
  • https://openalex.org/W1952662891
  • https://openalex.org/W1965272093
  • https://openalex.org/W1993188061
  • https://openalex.org/W1994694527
  • https://openalex.org/W2014083966
  • https://openalex.org/W2023042688
  • https://openalex.org/W2024292738
  • https://openalex.org/W2028868595
  • https://openalex.org/W2029426084
  • https://openalex.org/W2031903342
  • https://openalex.org/W2036415015
  • https://openalex.org/W2038574100
  • https://openalex.org/W2039208933
  • https://openalex.org/W2040196073
  • https://openalex.org/W2040470684
  • https://openalex.org/W2046576829
  • https://openalex.org/W2057221012
  • https://openalex.org/W2058806996
  • https://openalex.org/W2059835699
  • https://openalex.org/W2060796327
  • https://openalex.org/W2065086469
  • https://openalex.org/W2071349327
  • https://openalex.org/W2078266139
  • https://openalex.org/W2087066139
  • https://openalex.org/W2088055608
  • https://openalex.org/W2090182425
  • https://openalex.org/W2096074318
  • https://openalex.org/W2114023484
  • https://openalex.org/W2114788494
  • https://openalex.org/W2116938825
  • https://openalex.org/W2119894085
  • https://openalex.org/W2121005823
  • https://openalex.org/W2129101225
  • https://openalex.org/W2136166970
  • https://openalex.org/W2139189039
  • https://openalex.org/W2143336563
  • https://openalex.org/W2149786357
  • https://openalex.org/W2150906011
  • https://openalex.org/W2152460392
  • https://openalex.org/W2154604856
  • https://openalex.org/W2160123604
  • https://openalex.org/W2169292776
  • https://openalex.org/W2186899775
  • https://openalex.org/W2189194177
  • https://openalex.org/W2296218785
  • https://openalex.org/W2324449141
  • https://openalex.org/W2346653361
  • https://openalex.org/W2516369307
  • https://openalex.org/W2559241781
  • https://openalex.org/W305606866
  • https://openalex.org/W4207026249
  • https://openalex.org/W4232648904
  • https://openalex.org/W4233804515
  • https://openalex.org/W4244027713
  • https://openalex.org/W753208388