જીનોમ ઇવોલ્યુશન
પ્રકૃતિ આનુવંશિકતા
ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી જીનોમ એસેમ્બલી રાઈ જીનોમિક લાક્ષણિકતાઓ અને કૃષિવિજ્ઞાનની દ્રષ્ટિએ મહત્વપૂર્ણ જનીનોને પ્રકાશિત કરે છે
PacBio |ઈલુમિના |Bionano ઓપ્ટિકલ નકશો |હાય-સી જીનોમ એસેમ્બલી |આનુવંશિક નકશો |પસંદગીયુક્ત સ્વીપ્સ |RNA-Seq |ISO-seq |SLAF-seq
બાયોમાર્કર ટેક્નોલોજીએ આ અભ્યાસમાં Pacbio સિક્વન્સિંગ, Hi-C સિક્વન્સિંગ અને ડેટા એનાલિસિસ પર ટેકનિકલ સપોર્ટ પૂરો પાડ્યો હતો.
હાઇલાઇટ્સ
1. પ્રથમ રંગસૂત્ર-સ્તરની ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળી રાઈ જીનોમ પ્રાપ્ત કરવામાં આવી હતી, જેમાં એક જ રંગસૂત્રનું કદ 1 Gb કરતા મોટું છે.
2. Tu, Aet અને Hv જિનોમની તુલનામાં, રાય જીનોમમાં તાજેતરની એક અનન્ય LTR-RT ઘટનાઓ જોવા મળી હતી, જે રાઈ જીનોમના કદના વિસ્તરણ માટે જવાબદાર હતી.
3. રાઈ અને ડિપ્લોઇડ ઘઉં વચ્ચેનો તફાવત ઘઉંમાંથી જવને અલગ કર્યા પછી થયો હતો, જેમાં બે ઘટનાઓ માટેના તફાવતનો સમય આશરે 9.6 અને 15 MYA છે.
FT જીન્સ ફોસ્ફોરાયલેશન રાઈમાં પ્રારંભિક મથાળાના લક્ષણને નિયંત્રિત કરી શકે છે.
4. પસંદગીયુક્ત સ્વીપ પૃથ્થકરણ મથાળાની તારીખના નિયમનમાં ScID1 ની સંભવિત સંડોવણી અને રાઈમાં પાળવા દ્વારા તેની સંભવિત પસંદગી સૂચવે છે.
પૃષ્ઠભૂમિ
પૃષ્ઠભૂમિ
રાઈ એ એક મૂલ્યવાન ખોરાક અને ઘાસચારો પાક છે, જે ઘઉં અને ટ્રિટિકલ સુધારણા માટે એક મહત્વપૂર્ણ આનુવંશિક સંસાધન છે અને ઘાસમાં કાર્યક્ષમ તુલનાત્મક જીનોમિક્સ અભ્યાસ માટે અનિવાર્ય સામગ્રી છે.ચીનમાં ઉગાડવામાં આવતી વેઇનિંગ રાઈ, પ્રારંભિક ફૂલોની વિવિધતા, પાવડરી માઇલ્ડ્યુ અને પટ્ટાવાળા રસ્ટ બંને માટે તેના વ્યાપક-સ્પેક્ટ્રમ પ્રતિકારને કારણે ઉત્કૃષ્ટ છે.રાઈના ભદ્ર લક્ષણોના આનુવંશિક અને પરમાણુ આધારને સમજવા અને રાઈ અને સંબંધિત પાકોમાં જીનોમિક અને સંવર્ધન અભ્યાસને પ્રોત્સાહન આપવા માટે, અમે અહીં વેઈનિંગ રાઈના જીનોમનું અનુક્રમ અને વિશ્લેષણ કર્યું છે.
સિદ્ધિઓ
રાઈ જીનોમ
રાઈ જિનોમનું નિર્માણ PacBio SMRT રીડ્સ, ટૂંકા-વાંચેલા ઈલુમિના સિક્વન્સિંગ તેમજ ક્રોમેટિન કન્ફોર્મેશન કેપ્ચર (Hi-C), આનુવંશિક મેપિંગ અને બાયોનેનો વિશ્લેષણ દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું.એસેમ્બલ કોન્ટિગ્સ (7.74 Gb) એ અંદાજિત જીનોમ કદ (7.86 Gb) ના 98.47% હિસ્સો ધરાવે છે, જેમાં 93.67% કોન્ટિગ્સ (7.25 Gb) સાત રંગસૂત્રોને સોંપવામાં આવ્યા છે.પુનરાવર્તિત તત્વો એસેમ્બલ જીનોમના 90.31% ની રચના કરે છે.
રાઈ જીનોમ
આનુવંશિક જોડાણ નકશો (WJ) 295 F2 છોડનો ઉપયોગ કરીને વિકસાવવામાં આવ્યો છે જે બે રાઈ લેન્ડરેસ (વેઈનિંગ × જિંગઝોઉ)ના ક્રોસિંગમાંથી મેળવેલા છે.
સાત એસેમ્બલ વેઇનિંગ રાઈ રંગસૂત્રોનો Hi-C સંપર્ક નકશો (1R - 7R)
વેઈનિંગ રાઈના સાત એસેમ્બલ રંગસૂત્રો અને Lo7 x Lo255 RIL વસ્તીનો ઉપયોગ કરીને વિકસિત સાત રાઈ લિંકેજ જૂથો વચ્ચે સંરેખણ
રાઈ જીનોમનું LTR એસેમ્બલી ઈન્ડેક્સ (LAI) મૂલ્ય 18.42 હોવાનું જણાયું હતું અને 1,440 અત્યંત સંરક્ષિત BUSCO જનીનોમાંથી 1,393 (96.74%) ઓળખવામાં આવ્યા હતા .આ પરિણામો સૂચવે છે કે વેઈનિંગ રાઈ જીનોમ સિક્વન્સ બંને ઇન્ટરજેનિકમાં ઉચ્ચ ગુણવત્તાની છે. અને જિનિક પ્રદેશો.કુલ 86,991 પ્રોટીન-કોડિંગ જનીનોની આગાહી કરવામાં આવી હતી, જેમાં 45,596 ઉચ્ચ આત્મવિશ્વાસ (HC) જનીનો અને 41,395 લો-કોન્ફિડન્સ જનીનો (LC) જનીનોનો સમાવેશ થાય છે.
2. TEs નું વિશ્લેષણ
TEs નું વિશ્લેષણ.કુલ 6.99 Gb, જે વેઇનિંગ એસેમ્બલીના 90.31% નું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, TEs તરીકે એનોટેટ કરવામાં આવ્યું હતું, જેમાં 537 પરિવારોના 2,671,941 તત્વોનો સમાવેશ થાય છે.આ TE કન્ટેન્ટ અગાઉ Ta (84.70%), Tu (81.42%), Aet (84.40%), WEW (82.20%), અથવા Hv (80.80%) માટે નોંધાયેલ કરતાં સ્પષ્ટપણે વધારે હતું.લાંબા ટર્મિનલ રિપીટ રેટ્રોટ્રાન્સપોસન્સ (LTR-RTs), જેમાં જીપ્સી, કોપિયા અને અવર્ગીકૃત RT તત્વોનો સમાવેશ થાય છે, તે પ્રબળ TEs હતા, અને 1 એનોટેટેડ TE સામગ્રીના 84.49% અને એસેમ્બલ વેઈનિંગ જીનોમનો 76.29% કબજો કર્યો હતો;CACTA DNA ટ્રાન્સપોસોન્સ બીજા સૌથી વધુ વિપુલ પ્રમાણમાં TEs હતા, જે 11.68% એનોટેટેડ TE સામગ્રી અને 10.55% એસેમ્બલ વેઈનિંગ જીનોમ ધરાવે છે.
રાઈના ટ્રાન્સપોસન તત્વોનું વિશ્લેષણ
વેઇનિંગ રાઈમાં લગભગ 0.5 મિલિયન વર્ષો પહેલા (MYA) એમ્પ્લીફિકેશનની ટોચ સાથે LTR-RTsના તાજેતરના નિવેશનું પ્રમાણમાં ઊંચું પ્રમાણ હતું, જે ચાર પ્રજાતિઓમાં સૌથી તાજેતરનું હતું;અન્ય શિખર, આશરે 1.7 MYA માં આવેલું હતું, તે જૂનું હતું અને જવમાં પણ જોવા મળ્યું હતું.સુપરપારિવારિક સ્તરે, 0.3 MYA પર વેઈનિંગ રાઈમાં કોપિયા તત્વોના ખૂબ જ તાજેતરના વિસ્ફોટ જોવા મળ્યા હતા, જ્યારે જીપ્સી RTs ના એમ્પ્લીફિકેશન્સે LTR-RT બર્સ્ટ ડાયનેમિક્સની બાયમોડલ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન પેટર્નને મુખ્ય રીતે આકાર આપ્યો હતો.
3. રાઈ જીનોમ ઉત્ક્રાંતિ અને રંગસૂત્ર સિન્ટેનીઝની તપાસ
રાઈ અને ડિપ્લોઇડ ઘઉં વચ્ચેનો તફાવત ઘઉંમાંથી જવને અલગ કર્યા પછી થયો હતો, જેમાં બે ઘટનાઓ માટેના તફાવતનો સમય અનુક્રમે આશરે 9.6 અને 15 MYA હતો.1R, 2R, 3R અનુક્રમે ઘઉંના જૂથ 1, 2 અને 3 રંગસૂત્રો સાથે સંપૂર્ણપણે સમકક્ષ હતા.4R, 5R, 6R, 7R મોટા પાયે ફ્યુઝન અને સેગમેન્ટ્સ અસ્તિત્વમાં હોવાનું જણાયું હતું.
4. જનીન ડુપ્લિકેશનનું વિશ્લેષણ અને સ્ટાર્ચ બાયોસિન્થેસિસ જનીનો પર તેમની અસર
નોંધનીય રીતે, વેઈનિંગ રાઈના ટેન્ડમલી ડુપ્લિકેટેડ જનીનો (TDGs) અને પ્રોક્સિમલી ડુપ્લિકેટેડ જનીનો (PDGs) બંને Tu, Aet, Hv, Bd અને Os માટે જોવા મળતાં કરતાં વધુ હતા.સ્થાનાંતરિત ડુપ્લિકેટેડ જનીનો (TrDGs) પણ ખાસ કરીને Tu અને Aet માટે જોવા મળતા જનીનો કરતાં વધુ સંખ્યામાં હતા.રાઈ જીનોમ વિસ્તરણ સાથે જનીન ડુપ્લિકેશનની વધુ સંખ્યા છે.રાઈમાં વધેલા TE બર્સ્ટને કારણે TrDG ની સંખ્યા વધી શકે છે.
રાઈ જીનોમનું ઉત્ક્રાંતિ અને રંગસૂત્ર સિન્ટેની વિશ્લેષણ
રાઈ જનીન ડુપ્લિકેશનનું વિશ્લેષણ અને સ્ટાર્ચ બાયોસિન્થેસિસ સંબંધિત જનીનોની વિવિધતાઓ પર તેમની અસર (SBRGs)
5. રાઈ બીજ સંગ્રહ પ્રોટીન (SSP) જનીન સ્થાનનું વિચ્છેદન
1R અથવા 2R પર રાઈ SSP ને નિર્દિષ્ટ કરતા ચાર રંગસૂત્ર સ્થાન (સેક-1 થી સેક-4) ઓળખવામાં આવ્યા છે.રાઈમાંથી ઘઉંના વિચલન પછી α-ગ્લિઆડિન જનીનો તાજેતરમાં જ ઘઉં અને નજીકથી સંબંધિત પ્રજાતિઓમાં વિકસિત થયા હતા.
6. ટ્રાન્સક્રિપ્શન ફેક્ટર (TF) અને રોગ પ્રતિકારક જનીનોની પરીક્ષા
રાઈ સેકલિન લોકીનું વિશ્લેષણ
વેઈનિંગ રાઈમાં Tu (1,621), Aet (1,758), Hv (1,508), Bd (1,178), Os (1,575), અને A (1,836) કરતાં વધુ અસંખ્ય રોગ પ્રતિકાર સંકળાયેલ (DRA) જનીનો (1,989, પૂરક ડેટા 3) હતા. ), B (1,728) અને D (1,888) સામાન્ય ઘઉંના સબજીનોમ.
7. પ્રારંભિક મથાળાના લક્ષણ સાથે સંકળાયેલ જનીન અભિવ્યક્તિ લક્ષણોની તપાસ
લાંબા દિવસની પરિસ્થિતિઓમાં પ્રમાણમાં ઉચ્ચ અભિવ્યક્તિ સાથેના બે FT જનીનો, ScFT1 અને ScFT2, વેઇનિંગ જીનોમ એસેમ્બલીમાં નોંધાયેલા હતા.ScFT2 (S76 અને T132) ફોસ્ફોરાયલેશનના બે એમિનો એસિડ અવશેષો સમય નિયંત્રણમાં ઘટાડો સાથે સંબંધ હોવાનું જણાયું હતું.
વેઇનિંગ રાઈના પ્રારંભિક મથાળાના લક્ષણ સાથે સંકળાયેલ વિકાસલક્ષી અને જનીન અભિવ્યક્તિ લક્ષણો
8. રંગસૂત્રીય પ્રદેશો અને સ્થાનોનું ખાણકામ સંભવિત રીતે રાઈના પાળવામાં સામેલ છે
કુલ 123,647 SNP નો ઉપયોગ ખેતી કરાયેલ રાઈ અને એસ. વાવિલોવી વચ્ચે પસંદગીયુક્ત સ્વીપ વિશ્લેષણ કરવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.રિડક્શન ઇન્ડેક્સ (DRI), ફિક્સેશન ઇન્ડેક્સ (FST) અને XP-CLR પદ્ધતિ દ્વારા 11 પસંદગીના સ્વીપ સિગ્નલો ઓળખવામાં આવે છે.મથાળાની તારીખના નિયમનમાં ScID1 સંભવિત સંડોવણી હોવાનું જણાયું હતું.
રંગસૂત્ર વિસ્તારોની ઓળખ અને પૃથ્થકરણ અને સંભવિત રીતે રાઈના પાળવા સાથે સંબંધિત સ્થાન
સંદર્ભ
લિ જીડબ્લ્યુ એટ અલ.ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી જીનોમ એસેમ્બલી રાઈના જિનોમિક લાક્ષણિકતાઓ અને કૃષિવિજ્ઞાનની દૃષ્ટિએ મહત્વપૂર્ણ જનીનોને પ્રકાશિત કરે છે.નેચર જિનેટિક્સ (2021)
સમાચાર અને હાઇલાઇટ્સ બાયોમાર્કર ટેક્નોલોજીસ સાથે નવીનતમ સફળ કિસ્સાઓ શેર કરવાનો હેતુ, નવલકથા વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધિઓ તેમજ અભ્યાસ દરમિયાન લાગુ કરાયેલી અગ્રણી તકનીકોને કેપ્ચર કરવાનો છે.
પોસ્ટ સમય: જાન્યુઆરી-05-2022