EVOLUCIÓ DEL GENOMA
genètica de la natura
Un conjunt de genoma d'alta qualitat destaca les característiques genòmiques del sègol i gens importants agronòmicament
PacBio |Il·lumina |Mapa òptic de Bionano |Hi-C Genome Assembly |Mapa genètic |Escombratges selectius |RNA-Seq |ISO-seq |SLAF-seq
Biomarker Technologies va proporcionar suport tècnic sobre la seqüenciació de Pacbio, la seqüenciació Hi-C i l'anàlisi de dades en aquest estudi.
Destacats
1.Es va obtenir el primer genoma de sègol d'alta qualitat a nivell cromosòmic, que té una mida de cromosoma únic superior a 1 Gb.
2.En comparació amb el genoma Tu, Aet i Hv, es va observar un esdeveniment recent LTR-RT únic al genoma de sègol, que va ser responsable de l'extensió de la mida del genoma del sègol.
3.La divergència entre el sègol i els blats diploides es va produir després de la separació de l'ordi del blat, amb els temps de divergència dels dos esdeveniments aproximadament de 9,6 i 15 MYA.
La fosforilació dels gens FT pot controlar el tret d'encapçalament primerenc del sègol.
4. L'anàlisi d'escombrat selectiu indica la possible implicació de ScID1 en la regulació de la data de partida i la seva probable selecció per domesticació en sègol
Fons
Fons
El sègol és un valuós cultiu d'aliments i farratge, un recurs genètic important per a la millora del blat i el triticale, i un material indispensable per a estudis de genòmica comparada eficients en herbes.El sègol Weining, una varietat de floració primerenca cultivada a la Xina, destaca per la seva resistència d'ampli espectre tant a l'oïdi com a l'òxid.Per entendre les bases genètiques i moleculars dels trets d'elit del sègol i promoure els estudis genòmics i de millora en sègol i cultius relacionats, aquí hem seqüenciat i analitzat el genoma del sègol de Weining.
Assoliments
Genoma del sègol
El genoma de sègol es va construir combinant lectures PacBio SMRT, seqüenciació d'Illumina de lectura curta, així com les de captura de conformació de cromatina (Hi-C), mapeig genètic i anàlisi BioNano.Els contigs muntats (7,74 Gb) representaven el 98,47% de la mida estimada del genoma (7,86 Gb), amb el 93,67% dels contigs (7,25 Gb) assignats a set cromosomes.Els elements repetitius constituïen el 90,31% del genoma muntat.
Genoma del sègol
Mapa d'enllaç genètic (WJ) desenvolupat utilitzant 295 plantes F2 derivades de l'encreuament de dues races de sègol (Weining × Jingzhou)
Mapa de contacte Hi-C dels set cromosomes de sègol de Weining reunits (1R – 7R)
Alineació entre els set cromosomes reunits de sègol de Weining i els set grups d'enllaç de sègol desenvolupats mitjançant la població RIL Lo7 x Lo255
Es va trobar que el valor LTR Assembly Index (LAI) del genoma de sègol era de 18,42 i es van identificar 1.393 (96,74%) dels 1.440 gens BUSCO altament conservats. Aquests resultats suggereixen que la seqüència del genoma de sègol de Weining és d'alta qualitat tant en intergènics. i regions gèniques.Es va predir un total de 86.991 gens que codifiquen proteïnes, inclosos 45.596 gens d'alta confiança (HC) i 41.395 gens de baixa confiança (LC).
2. Anàlisi de TEs
Anàlisi dels TE.Un total de 6,99 Gb, que representa el 90,31% del conjunt de Weining, es van anotar com a TE, que incloïa 2.671.941 elements pertanyents a 537 famílies.Aquest contingut de TE era clarament superior al que s'havia informat anteriorment per a Ta (84,70%), Tu (81,42%), Aet (84,40%), WEW (82,20%) o Hv (80,80%).Els retrotransposons de repetició terminal llarga (LTR-RT), inclosos els elements Gypsy, Copia i RT no classificats, eren els TE dominants i 1 ocupaven el 84,49% del contingut de TE anotat i el 76,29% del genoma de Weining muntat;Els transposons d'ADN CACTA van ser els segons TE més abundants, constituint l'11,68% del contingut de TE anotat i el 10,55% del genoma de Weining muntat.
Anàlisi dels elements transposons del sègol
El sègol de Weining va tenir una proporció relativament alta d'insercions recents de LTR-RT amb el pic d'amplificació va aparèixer fa uns 0,5 milions d'anys (MYA), que va ser el més recent entre les quatre espècies;l'altre pic, es va produir aproximadament 1,7 milions d'anys, era més antic i també es va veure a l'ordi.A nivell de superfamília, es van trobar ràfegues molt recents d'elements Copia al sègol de Weining a 0, 3 MYA, mentre que les amplificacions de Gypsy RT van donar forma dominant al patró de distribució bimodal de la dinàmica d'esclats LTR-RT.
3. Investigació de l'evolució del genoma del sègol i les sintènies cromosòmiques
La divergència entre el sègol i els blats diploides es va produir després de la separació de l'ordi del blat, i els temps de divergència dels dos esdeveniments van ser d'aproximadament 9,6 i 15 MYA, respectivament.1R, 2R, 3R eren completament colineals amb els grups 1, 2 i 3 de cromosomes de blat, respectivament.4R, 5R, 6R, 7R es van trobar que existeixen fusions i segments a gran escala.
4. Anàlisi de les duplicacions gèniques i el seu impacte en els gens de la biosíntesi del midó
En particular, el nombre de gens duplicats en tàndem (TDG) i gens duplicats proximalment (PDG) de sègol de Weining van ser més grans que els trobats per a Tu, Aet, Hv, Bd i Os.Els gens duplicats transposats (TrDGs) també eren més nombrosos que els trobats específicament per a Tu i Aet.L'expansió del genoma del sègol va acompanyada d'un nombre més elevat de duplicacions gèniques.L'augment de les explosions de TE al sègol pot haver donat lloc a un nombre elevat de TrDG.
Anàlisi evolutiva i de sintènia cromosòmica del genoma del sègol
Anàlisi de les duplicacions de gens de sègol i el seu impacte en les diversitats de gens relacionats amb la biosíntesi del midó (SBRG)
5. Dissecció dels loci gènics de la proteïna d'emmagatzematge de llavors de sègol (SSP).
S'han identificat quatre loci cromosòmics (Sec-1 a Sec-4) que especifiquen SSP de sègol a 1R o 2R.Els gens d'α-gliadina es van desenvolupar recentment en el blat i espècies estretament relacionades després de la divergència del blat del sègol.
6. Examen del factor de transcripció (TF) i gens de resistència a les malalties
Anàlisi de loci de secalina de sègol
El sègol de Weining tenia més gens associats a la resistència a la malaltia (DRA) (1.989, dades suplementàries 3) que Tu (1.621), Aet (1.758), Hv (1.508), Bd (1.178), Os (1.575) i A (1.836). ), subgenomes B (1.728) i D (1.888) del blat negre.
7. Investigació de les característiques d'expressió gènica associades al tret d'encapçalament primerenc
Dos gens FT amb una expressió relativament alta en condicions de llarg dia, ScFT1 i ScFT2, es van anotar en el muntatge del genoma de Weining.Es van trobar dos residus d'aminoàcids de la fosforilació de ScFT2 (S76 i T132) en relació amb la reducció del control del temps
Característiques de desenvolupament i expressió gènica associades amb el tret de capçalera primerenc del sègol de Weining
8. Explotació de regions cromosòmiques i loci potencialment implicats en la domesticació del sègol
Es van utilitzar un total de 123.647 SNP per realitzar anàlisis selectives d'escombrat entre sègol cultivat i S. vavilovii.11 senyals d'escombrat selectiu identificats per índex de reducció (DRI), índex de fixació (FST) i mètode XP-CLR.ScID1 es va trobar una possible implicació en la regulació de la data de l'encapçalament.
Identificació i anàlisi de regions cromosòmiques i loci potencialment relacionats amb la domesticació del sègol
Referència
Li GW et al.Un conjunt de genoma d'alta qualitat destaca les característiques genòmiques del sègol i gens importants agronòmicament.Genètica de la natura (2021)
Notícies i més destacats té com a objectiu compartir els últims casos d'èxit amb Biomarker Technologies, capturant nous èxits científics així com tècniques destacades aplicades durant l'estudi.
Hora de publicació: 05-gen-2022