Association analysis and mapping of fiber quality in cotton

Abstract

Gossipum cinsi tüm dünyadaki en iyi doğal lif kaynağıdır. Ekonomik değeri yüksek olan karakterlerlerin kalıtımının karmaşık olması ve bunlar hakkında yeterli bilginin bulunmamasından dolayı, klasik ıslah proğramları ile genetik ilerleme sınırlı kalmaktadır. DNA polimorfizmlerinin belirlenmesi ve açıklanmasında moleküler markörlerin kullanılması etkin bir seleksiyon için en önemli anahtarlardan bir tanesidir. Sekanslama yoluyla genotipleme (GBS) germplazmlardaki genetikvaryosyonun açıklanmasında kullanılabilir. Bağlantı denksizliği (LD) kullanılarak ilişkilendirme haritalarının yapılması, tüm bitkilerde kantitatif özellik lokuslarının (QTLs) belirlenmesi için en önemli amaçtır. Bu çalışmada, lif kalitesi özellikleri ile markör ilişkilerini belirlemek için 286 genotip taranmıştır. Biz Acala Maxxa, Paymaster2379 (USA), Delcerro (Venezuela), Carmeen (Australia), NSCH777 (India) gibi küresel koleksiyonlardan ve Türkiye'den Carla, Nazilli84S, Flora gibi elit çeşitleri içeren genotipleri inceledik. Fenotipik analizler sonucunda AB-80, Flora ve Delcerro çırçır randımanı, lif uzunluğu ve lif mukavemetinin arttırılması için potansiyel ebeveyn olarak kullanılabilir. İlikilendirme haritalaması için 4730 tek nükleotid polimorhizmi (SNPs) alleli kullanılmıştır. 95 tane SNP markörü çok önemli (p<0.001) bulunmuştur. Toplam 32 QTL belirlenmiş olup, 19. Kromozomda qFL-chr19-1, qFl-Chr19-2, qGOT-Chr-19-5, qUI-Chr19-9, qMIC-Chr-19-10, qFSChr-19-11, gibi 12 QTL belirlenirken, 11 yeni QTL'in kromozom lokasyonu belirlenememiştir. Sonuç olarak belirlenen yeni QTL'lerin doğrulaması yapılarak markör destekli seleksiyonda kullanımları mümkün olacaktır.

Gossypium genus is the ultimate source of natural fiber all over the globe. Limitations in conventional breeding program for genetic improvement are due to the complexity of the genetic pattern for economically important traits. The use of molecular markers for the detection and exploitation of DNA polymorphism is one of the most significant key for effective selection. Genotyping-by-sequencing (GBS) can be used to explore genetic variation in germplasms. Association mapping using linkage disequilibrium is the most important goal for searching QTLs in all crops. In the present study, 286 genotypes were screened for determining marker-trait associations related to fiber quality. We investigated genotypes from global collection such as Acala Maxa, Paymaster2379 (USA), Delcerro (Venezuela), Carmeen (Australia), NSCH777 (India) and elite cultivars from Turkey including Carla, Nazilli84S, Flora. Phenotypically analysis resulted that AB-80, Flora and Delcerro can be used as potential parents for increasing ginning outturn, fiber length and strength. 4730 single nucleotide polymorphsims (SNPs) allels used for association mapping. 95 highly informative SNPs identified at (p<0.001). 32 QTLs found; particularly multiple QTLs on chromosome 19 such as qFL-chr19-1, qFl-Chr19-2, qGOT-Chr-19-5, qUI-Chr19-9, qMIC-Chr-19-10, qFSChr-19-11, while 11 were novel. It was concluded that the new QTLs will be validated which will ultimately contribute to marker-asisted selection.