GWAS
Título: La resecuenciación del genoma completo revela el origen de Brassica napus y los loci genéticos implicados en su mejora
Diario: Comunicaciones de la naturaleza
NGS |WGS |Resecuenciación |GWAS |Transcriptoma |ARNseq |Brassica napus |Evolución |Domesticación
En este estudio, Biomarker Technologies proporcionó servicios de secuenciación NGS, así como soporte técnico en análisis bioinformático de datos de secuenciación.
Fondo
Brassica napus(colza) es un cultivo de semillas oleaginosas importante y un modelo excelente para investigar procesos de especiación, evolución y selección poliploide.Sin embargo, aún se desconoce si las especies silvestres o los donantes domesticados fueron progenitores parentales y los genes que contribuyeron a la domesticación y mejora de la colza.
Materiales y métodos
Materiales:588B. napusEn este estudio participaron muestras, incluidas 466 de Asia, 102 de Europa, 13 de América del Norte y 7 de Australia.Con base en los registros de hábitos de crecimiento, estos materiales se dividieron en tres ecotipos;primavera (86 entradas), invierno (74 entradas) y semiinvierno (428 entradas).
Secuenciación:Promediado aprox.5× (que van desde 3,37× a 7,71×)
Plataforma de secuenciación:Illumina Hiseq 4000
Producción de datos:4,03 Tb de datos limpios
Llamada SNP:BWA + GATK.Se obtuvieron 5.294.158 SNP y 1.307.151 InDels.
Resultados
Origen de B. napus
B. napusUn subgenoma evolucionó a partir del ancestro del nabo europeo.Un evento de flujo de genes desde el nabo europeo hasta elB. napus Un subgenoma surgió hace ~106-1170 años.B. napusEl subgenoma C podría haber evolucionado a partir del ancestro común de estos linajes.El antepasado deB. napusse separó del ancestro común de cuatro subespecies de B. oleracea, con un flujo genético reciente enB. napus~ Hace 108–898 años.B. napusEl subgenoma C tiene un origen más complejo que el subgenoma A.Se desarrolló un fuerte cuello de botella en ambos subgenomas duranteB. napusevolución.El invierno y semiinvierno.B. napusLos ecotipos divergieron hace ~60 años, mientras que el invierno y la primaveraB. napusdivergieron hace ~416 años, y las semillas oleaginosas y no oleaginosasB. napusdivergió hace ~ 277 años.
Fig. 2 Estructura poblacional de 588 accesiones de B. napus y 199 de B. rapa.
Fig. 3 Estructura poblacional de 588 accesiones de B. napus y 119 de B. oleracea
Señales de selección y estudios de asociación de todo el genoma.
Durante la primera etapa de mejora (FSI), se perdió más diversidad genética en el subgenoma C de B. napus que en el subgenoma A.Se produjo menos diferenciación genética durante el FSI que durante la segunda etapa de mejora (SSI).Los genes en las regiones de señal de selección de SSI se enriquecieron en tolerancia al estrés, desarrollo y vías metabólicas.Se identificaron 60 loci significativamente asociados con 10 rasgos objetivo, incluidos 5 relacionados con el rendimiento de semillas, 3 con la longitud de las silicuas, 4 con el contenido de aceite y 48 con la calidad de las semillas.
Fig. 4 Escaneo de todo el genoma y anotaciones de regiones seleccionadas durante el SSI de B. napus
Análisis del transcriptoma
Los datos de RNAseq de 11 tejidos de un cultivar con alto contenido de aceite y doble bajo y un cultivar con bajo contenido de aceite y doble alto identificaron genes relacionados con el proceso biosintético de glucosinolato estuvieron significativamente sobrerrepresentados.
Fig. 5 Descripción general de la regulación del tiempo de floración bajo la selección del ecotipo de mejora de B. napus
Discusión
Este estudio proporcionó un recurso valioso para comprender el origen y la historia de mejora deB. napusy facilitará la disección de las bases genéticas de importantes rasgos complejos agronómicos.Los importantes SNP asociados con variantes favorables, señales de selección y genes candidatos contribuirán en gran medida en el futuro, especialmente a mejorar el rendimiento, la calidad de las semillas, el contenido de aceite y la adaptabilidad de este reciente cultivo alopoliploide y sus parientes.
Referencia
La resecuenciación del genoma completo revela el origen de Brassica napus y los loci genéticos involucrados en su mejora [J].Comunicaciones de la naturaleza, 2019, 10(1).
Noticias y destacados tiene como objetivo compartir los últimos casos exitosos con Biomarker Technologies, capturando logros científicos novedosos, así como técnicas destacadas aplicadas durante el estudio.
Hora de publicación: 05-ene-2022