GWAS
Titel: Helgenom-resekventering afslører Brassica napus oprindelse og genetiske loci involveret i dets forbedring
Tidsskrift: Naturkommunikation
NGS |WGS |Gensekventering |GWAS |Transkriptom |RNAseq |Brassica napus |Evolution |Domesticering
I denne undersøgelse leverede Biomarker Technologies tjenester om NGS-sekventering samt teknisk support til bioinformatikanalyse på sekventeringsdata.
Baggrund
Brassica napus(raps) er en vigtig oliefrøafgrøde og en fremragende model til at undersøge processer med polyploid artsdannelse, evolution og selektion.Hvorvidt vilde arter eller domesticerede donorer var forældrenes stamfædre og gener, der bidrog til domesticering og forbedring af rapsfrø, er dog stadig ukendt.
Materialer og metoder
Materialer:588B. napustiltrædelser var involveret i denne undersøgelse, herunder 466 fra Asien, 102 fra Europa, 13 fra Nordamerika og 7 fra Australien.Baseret på vækstvaner blev disse materialer opdelt i tre økotyper;forår (86 tiltrædelser), vinter (74 tiltrædelser) og semi-vinter (428 tiltrædelser).
Rækkefølge:Gennemsnitligt ca.5× (spænder fra 3,37× til 7,71×)
Sekvenseringsplatform:Illumina Hiseq 4000
Dataproduktion:4,03 Tb rene data
SNP kalder:BWA + GATK.5.294.158 SNP'er og 1.307.151 InDel blev opnået.
Resultater
Oprindelse af B. napus
B. napusEt subgenom udviklede sig fra forfaderen til europæisk majroer.En genflow-begivenhed fra europæisk majroe tilB. napus Et subgenom opstod for ~106-1170 år siden.B. napusC-subgenomet kan have udviklet sig fra den fælles forfader til disse slægter.Stamfaderen tilB. napussplittet fra den fælles forfader til fire B. oleracea-underarter, med nyere genstrømning indB. napus~108-898 år siden.B. napusC-subgenom har en mere kompleks oprindelse end A-subgenom.En stærk flaskehals udviklede sig i begge to subgenomer underB. napusudvikling.Vinteren og halvvinterenB. napusøkotyper divergerede for ~60 år siden, mens vinteren og foråretB. napusdivergeret for ~416 år siden, og oliefrø og ikke-oliefrøB. napusdivergeret for ~277 år siden.
Fig. 2 Befolkningsstruktur af 588 B. napus-accessioner og 199 af B. rapa-accessioner.
Fig. 3 Befolkningsstruktur af 588 B. napus-accessioner og 119 af B. oleracea-accessioner
Selektionssignaler og genom-dækkende associationsstudier.
Under den første fase af forbedring (FSI) gik mere genetisk diversitet tabt i B. napus C-subgenomet end i A-subgenomet.Mindre genetisk differentiering forekom under FSI end under anden fase af forbedring (SSI).Gener i SSI-selektionssignalregioner blev beriget i stresstolerance, udvikling og metaboliske veje.60 loci signifikant forbundet med 10 målegenskaber, herunder 5 relateret til frøudbytte, 3 til siliquelængde, 4 til olieindhold og 48 til frøkvalitet blev identificeret.
Fig. 4 Genom-dækkende scanning og annoteringer af udvalgte regioner under SSI af B. napus
Transkriptom analyse
RNAseq-data fra 11 væv fra en kultivar med højt olieindhold og dobbelt lavt og en kultivar med lavt indhold af olie og dobbelt højt identificerede gener relateret til glucosinolatbiosynteseprocessen var signifikant overrepræsenteret.
Fig. 5 Oversigt over regulering af blomstringstidspunktet under udvælgelsen af økotypeforbedringen af B. napus
Diskussion
Denne undersøgelse gav en værdifuld ressource til at forstå oprindelsen og forbedringshistorien forB. napusog vil lette dissektionen af de genetiske baser af vigtige agronomiske komplekse egenskaber.De betydelige SNP'er forbundet med gunstige varianter, selektionssignaler og kandidatgener vil i høj grad bidrage i fremtiden, især til at forbedre udbyttet, frøkvaliteten, olieindholdet og tilpasningsevnen af denne nylige allopolyploide afgrøde og dens slægtninge.
Reference
Helgenom-resekventering afslører Brassica napus-oprindelse og genetiske loci, der er involveret i dets forbedring[J].Naturkommunikation, 2019, 10(1).
Nyheder og højdepunkter sigter på at dele de seneste succesfulde cases med Biomarker Technologies, fange nye videnskabelige resultater såvel som fremtrædende teknikker anvendt under undersøgelsen.
Indlægstid: Jan-05-2022