GENOME EVOLUSIE
natuurgenetika
’n Genoomsamestelling van hoë gehalte beklemtoon roggenomiese eienskappe en agronomies belangrike gene
PacBio |Illumina |Bionano Optiese Kaart |Hi-C Genoom Vergadering |Genetiese kaart |Selektiewe vee |RNA-Seq |ISO-volgens |SLAF-volg
Biomarker Technologies het tegniese ondersteuning verskaf oor Pacbio-volgordebepaling, Hi-C-volgordebepaling en data-analise in hierdie studie.
Hoogtepunte
1. Die eerste chromosomale-vlak hoë kwaliteit Rye genoom is verkry, wat 'n enkele chromosoom grootte groter as 1 Gb het.
2.Vergeleke met Tu-, Aet- en Hv-genoom, is 'n unieke onlangse LTR-RT-gebeurtenis in roggenoom waargeneem, wat verantwoordelik was vir die uitbreiding van die roggenoomgrootte.
3.Die divergensie tussen rog en diploïede koring het plaasgevind na die skeiding van gars van koring, met die divergensie tye vir die twee gebeurtenisse wat ongeveer 9.6 en 15 MYA was.
Fosforilering van FT-gene kan die vroeë opskrif-eienskap in rog beheer.
4. Selektiewe sweep-analise dui op moontlike betrokkenheid van ScID1 in die regulering van opskrifdatum en die waarskynlike seleksie daarvan deur makmaak in rog
Agtergrond
Agtergrond
Rog is 'n waardevolle voedsel- en voergewas, 'n belangrike genetiese hulpbron vir koring- en korogverbetering, en 'n onontbeerlike materiaal vir doeltreffende vergelykende genomika-studies in grasse.Weining-rog, 'n vroeë blomvariëteit wat in China gekweek word, is uitstaande vanweë sy breëspektrumweerstand teen beide poeieragtige skimmel en streeproes.Om die genetiese en molekulêre basis van rog-elite-eienskappe te verstaan en om die genomiese en teelstudies in rog en verwante gewasse te bevorder, het ons hier die genoom van Weining-rog opvolg en ontleed.
Prestasies
Rog genoom
Die Rye-genoom is gekonstrueer deur PacBio SMRT-lesings, kortgeleesde Illumina-volgordebepaling, sowel as dié van chromatienkonformasievaslegging (Hi-C), genetiese kartering en BioNano-analise, te kam.Die saamgestelde contigs (7.74 Gb) was verantwoordelik vir 98.47% van die geskatte genoomgrootte (7.86 Gb), met 93.67% van die contigs (7.25 Gb) wat aan sewe chromosome toegewys is.Herhalende elemente het 90,31% van die saamgestelde genoom uitgemaak.
Rog genoom
Genetiese koppelingskaart (WJ) ontwikkel met behulp van 295 F2-plante afkomstig van die kruising van twee roglandrasse (Weining × Jingzhou)
Hi-C kontakkaart van die sewe saamgestelde Weining rog chromosome (1R – 7R)
Belyning tussen die sewe saamgestelde chromosome van Weining rog en die sewe rog koppelingsgroepe wat ontwikkel is deur gebruik te maak van Lo7 x Lo255 RIL populasie
Die LTR Assembly Index (LAI) waarde van die rog genoom is gevind as 18,42 en 1 393 (96,74%) van die 1 440 hoogs bewaarde BUSCO gene is uitgeken. Hierdie resultate dui daarop dat die Weining rog genoom volgorde van hoë gehalte is in beide intergeniese en genetiese streke.'n Totaal van 86 991 proteïenkoderende gene, insluitend 45 596 hoë-vertroue (HC) gene en 41 395 lae vertroue gene (LC) gene is voorspel.
2. Ontleding van TE's
Ontleding van TE's.'n Totaal van 6,99 Gb, wat 90,31% van Weining-vergadering verteenwoordig, is as TE's geannoteer, wat 2 671 941 elemente ingesluit het wat aan 537 families behoort.Hierdie TE-inhoud was duidelik hoër as wat voorheen gerapporteer is vir Ta (84,70%), Tu (81,42%), Aet (84,40%), WEW (82,20%) of Hv (80,80%).Die lang terminale herhaal retrotransposons (LTR-RTs), insluitend Gypsy, Copia en ongeklassifiseerde RT elemente, was die dominante TEs, en 1 het 84.49% van geannoteerde TE inhoud en 76.29% van saamgestelde Weining genoom beslaan;CACTA DNA-transposons was die tweede volopste TEs, wat 11.68% van die geannoteerde TE-inhoud en 10.55% van die saamgestelde Weining-genoom uitmaak.
Ontleding van transposonelemente van rog
Weining-rog het 'n betreklik hoë proporsie van onlangse invoegings van LTR-RT'e gehad met die hoogtepunt van amplifikasie wat ongeveer 0,5 miljoen jaar gelede (MYA) verskyn het, wat die mees onlangse onder die vier spesies was;die ander piek, het ongeveer 1.7 MYA voorgekom, was ouer en ook in gars gesien.Op superfamilievlak is baie onlangse uitbarstings van Copia-elemente in Weining-rog by 0.3 MYA gevind, terwyl die versterkings van Gypsy RTs die bimodale verspreidingspatroon van LTR-RT-barsdinamika dominant gevorm het.
3. Ondersoek van roggenoom-evolusie en chromosoom sintenies
Die divergensie tussen rog en diploïede koring het plaasgevind na die skeiding van gars van koring, met die divergensie tye vir die twee gebeurtenisse wat onderskeidelik ongeveer 9.6 en 15 MYA was.1R, 2R, 3R was heeltemal kollineêr met groepe 1, 2 en 3 chromosome van koring, onderskeidelik.4R, 5R, 6R, 7R is gevind bestaan grootskaalse samesmeltings en segmente.
4. Analise van geenduplisering en hul impak op styselbiosintese-gene
Die getalle van tandemgedupliseerde gene (TDG's) en proksimaal gedupliseerde gene (PDG's) van Weining-rog was beide hoër as dié wat gevind is vir Tu, Aet, Hv, Bd en Os.Getransponeerde gedupliseerde gene (TrDG's) was ook meer as dié wat spesifiek vir Tu en Aet gevind is.Roggenoomuitbreiding gaan gepaard met groter getalle geenduplisering.Die verhoogde TE-uitbarstings in rog het moontlik gelei tot 'n verhoogde aantal TrDG's.
Evolusionêre en chromosoomsyntenie-ontledings van roggenoom
Ontleding van roggeenduplisering en hul impak op die diversiteit van styselbiosinteseverwante gene (SBRG's)
5. Disseksie van rogsaadopbergingsproteïen (SSP) geenlokusse
Vier chromosomale lokusse (Sec-1 tot Sec-4) wat rog SSP's spesifiseer, is op 1R of 2R geïdentifiseer.α-gliadin-gene is eers onlangs in koring en naverwante spesies ontwikkel ná die divergensie van koring van rog.
6. Ondersoek van transkripsiefaktor (TF) en siekteweerstandsgene
Ontleding van rog secalin lokusse
Weining-rog het meer siekteweerstand-geassosieerde (DRA) gene (1 989, aanvullende data 3) gehad as Tu (1 621), Aet (1 758), Hv (1 508), Bd (1 178), Os (1 575) en die A (1 836) ), B (1 728) en D (1 888) subgenome van gewone koring.
7. Ondersoek van geenuitdrukking kenmerke wat verband hou met vroeë opskrif eienskap
Twee FT-gene met relatief hoë uitdrukking onder lang dag toestande, ScFT1 en ScFT2, is in Weining genoomsamestelling geannoteer.Daar is gevind dat twee aminosuurreste van ScFT2 (S76 en T132) fosforilering verband hou met verlaging van tydbeheer
Ontwikkelings- en geenuitdrukking kenmerke wat verband hou met die vroeë opskrif-eienskap van Weining-rog
8. Ontginning van chromosomale streke en lokusse wat moontlik betrokke is by rogmakmaak
'n Totaal van 123 647 SNP's is gebruik om selektiewe sweep-analise tussen gekweekte rog en S. vavilovii uit te voer.11 selektiewe sweep-seine geïdentifiseer deur reduksie-indeks (DRI), fiksasie-indeks (FST) en XP-CLR metode.ScID1 is moontlike betrokkenheid by die regulering van opskrifdatum gevind.
Identifikasie en ontleding van chromosomale streke en lokusse wat moontlik verband hou met rogmake
Verwysing
Li GW et al.’n Genoomsamestelling van hoë gehalte beklemtoon roggenomiese eienskappe en agronomies belangrike gene.Nature Genetics (2021)
Nuus en hoogtepunte poog om die nuutste suksesvolle gevalle met Biomarker Technologies te deel, nuwe wetenskaplike prestasies vas te lê sowel as prominente tegnieke wat tydens die studie toegepas is.
Postyd: Jan-05-2022