GWAS
Judul: Pengurutan ulang seluruh genom mengungkap asal usul Brassica napus dan lokus genetik yang terlibat dalam perbaikannya
Jurnal: Komunikasi Alam
NGS |WGS |Mengurutkan ulang |GWAS |Transkriptome |RNAseq |Brassica napus |Evolusi |Domestikasi
Dalam penelitian ini, Biomarker Technologies memberikan Layanan pada pengurutan NGS, serta dukungan teknis pada analisis bioinformatika pada pengurutan data.
Latar belakang
Brassica napus(rapeseed) adalah tanaman biji minyak yang penting dan model yang sangat baik untuk menyelidiki proses spesiasi poliploid, evolusi dan seleksi.Namun, apakah spesies liar atau donor peliharaan merupakan nenek moyang dan gen yang berkontribusi terhadap domestikasi dan perbaikan tanaman rapeseed masih belum diketahui.
Bahan dan metode
Bahan:588B.tidur siangaksesi terlibat dalam penelitian ini, termasuk 466 dari Asia, 102 dari Eropa, 13 dari Amerika Utara, dan 7 dari Australia.Berdasarkan catatan kebiasaan tumbuhnya, bahan-bahan tersebut dibagi menjadi tiga ekotipe;musim semi (86 aksesi), musim dingin (74 aksesi), dan semi musim dingin (428 aksesi).
Pengurutan:Rata-rata sekitar.5× (mulai dari 3,37× hingga 7,71×)
Platform pengurutan:Menerangi Hiseq 4000
Produksi data:4,03 Tb data bersih
Panggilan SNP:BWA+GATK.Diperoleh 5.294.158 SNP dan 1.307.151 InDels.
Hasil
Asal usul B. napus
B.tidur siangSubgenom berevolusi dari nenek moyang lobak Eropa.Peristiwa aliran gen dari lobak Eropa keB.napus Sebuah subgenom terjadi ~106–1170 tahun yang lalu.B.tidur siangSubgenom C mungkin berevolusi dari nenek moyang yang sama dari garis keturunan ini.Nenek moyang dariB.tidur siangdipisahkan dari nenek moyang empat subspesies B. oleracea, dengan aliran gen terkiniB.tidur siang~108–898 tahun yang lalu.B.tidur siangSubgenom C memiliki asal usul yang lebih kompleks dibandingkan Subgenom A.Hambatan yang kuat berkembang di kedua subgenom selama iniB.tidur siangevolusi.Musim dingin dan semi musim dinginB.tidur siangekotipe berbeda ~60 tahun yang lalu, sedangkan musim dingin dan musim semiB.tidur siangmenyimpang ~416 tahun yang lalu, dan biji minyak dan non-biji minyakB.tidur siangmenyimpang ~277 tahun yang lalu.
Gambar 2. Struktur populasi aksesi B. napus sebanyak 588 buah dan aksesi B. rapa sebanyak 199 buah.
Gambar 3 Struktur populasi 588 aksesi B. napus dan 119 aksesi B. oleracea
Sinyal seleksi dan studi asosiasi genom.
Selama tahap perbaikan pertama (FSI), lebih banyak keragaman genetik yang hilang pada subgenom B. napus C dibandingkan pada subgenom A.Diferensiasi genetik yang terjadi selama FSI lebih sedikit dibandingkan pada tahap perbaikan kedua (SSI).Gen di wilayah sinyal seleksi SSI diperkaya dalam toleransi stres, perkembangan, dan jalur metabolisme.Teridentifikasi 60 lokus yang berasosiasi signifikan dengan 10 sifat target, termasuk 5 lokus yang berkaitan dengan hasil benih, 3 lokus dengan panjang silique, 4 lokus dengan kandungan minyak, dan 48 lokus dengan kualitas benih.
Gambar 4 Pemindaian seluruh genom dan anotasi daerah terpilih selama SSI B. napus
Analisis transkriptome
Data RNAseq dari 11 jaringan dari kultivar dengan kandungan minyak tinggi dan kultivar rendah ganda serta gen yang teridentifikasi dengan kandungan minyak rendah dan kultivar tinggi ganda yang terkait dengan proses biosintesis glukosinolat secara signifikan terlalu terwakili.
Gambar 5 Gambaran umum pengaturan waktu pembungaan dalam pemilihan perbaikan ekotipe B. napus
Diskusi
Studi ini memberikan sumber berharga untuk memahami asal usul dan sejarah perbaikanB.tidur siangdan akan memfasilitasi pembedahan basis genetik dari sifat-sifat kompleks agronomi yang penting.SNP signifikan yang terkait dengan varian yang menguntungkan, sinyal seleksi dan gen kandidat akan memberikan kontribusi besar di masa depan, terutama dalam meningkatkan hasil, kualitas benih, kandungan minyak, dan kemampuan beradaptasi tanaman allopolyploid terbaru ini dan kerabatnya.
Referensi
Pengurutan ulang seluruh genom mengungkapkan asal usul Brassica napus dan lokus genetik yang terlibat dalam perbaikannya [J].Komunikasi Alam, 2019, 10(1).
Berita dan Sorotan bertujuan untuk berbagi kasus-kasus sukses terbaru dengan Biomarker Technologies, menangkap pencapaian ilmiah baru serta teknik-teknik terkemuka yang diterapkan selama penelitian.
Waktu posting: 05 Januari 2022