ГЕНОМ ЭВОЛЮЦИЯСЫ
табиғат генетикасы
Жоғары сапалы геномдық жинақ қара бидайдың геномдық сипаттамаларын және агрономиялық маңызды гендерді көрсетеді
PacBio |Illumina |Бионаноның оптикалық картасы |Hi-C геномының жинағы |Генетикалық карта |Таңдамалы тазалау |RNA-Seq |ISO-seq |SLAF-сек
Biomarker Technologies осы зерттеуде Pacbio секвенциясы, Hi-C секвенциясы және деректерді талдау бойынша техникалық қолдау көрсетті.
Маңызды жерлер
1. Бірінші хромосомалық деңгейдегі жоғары сапалы қара бидай геномы алынды, оның бір хромосома мөлшері 1 Гб-тан үлкен.
2. Tu, Aet және Hv геномымен салыстырғанда қара бидай геномында жақында бірегей LTR-RT оқиғалары байқалды, ол қара бидай геномының көлемінің кеңеюіне жауапты болды.
3. Қара бидай мен диплоидты бидай арасындағы дивергенция арпаны бидайдан бөлгеннен кейін орын алды, екі оқиға үшін дивергенция уақыты шамамен 9,6 және 15 MYA болды.
FT гендерінің фосфорлануы қара бидайдың ерте сатысының белгісін бақылауы мүмкін.
4. Таңдамалы сыпыру талдауы тауар позициясын реттеуде ScID1 ықтимал қатысуын және оны қара бидайды қолға үйрету арқылы ықтимал таңдауды көрсетеді.
Фон
Фон
Қара бидай – құнды азық-түлік және жем-шөп дақылы, бидай мен тритикаленің маңызды генетикалық ресурсы және шөптердегі салыстырмалы геномиканы тиімді зерттеу үшін таптырмас материал.Вейнинг қара бидайы, Қытайда өсірілетін ерте гүлдейтін сорт, ұнтақты көгеруге де, жолақты татқа төзімділігінің кең спектрі арқасында ерекше.Қара бидайдың элиталық белгілерінің генетикалық және молекулалық негіздерін түсіну және қара бидай мен онымен байланысты дақылдардағы геномдық және селекциялық зерттеулерді алға жылжыту үшін біз мұнда Вайнинг қара бидайының геномын тізбектеп, талдадық.
Жетістіктер
Қара бидай геномы
Қара бидай геномы PacBio SMRT көрсеткіштерін, қысқа оқылатын Illumina секвенциясын, сондай-ақ хроматин конформациясын түсіру (Hi-C), генетикалық карталау және BioNano талдауын біріктіру арқылы құрастырылды.Жиналған контигтер (7,74 Гб) геномның болжамды көлемінің (7,86 Гб) 98,47%-ын құрады, контигтердің 93,67%-ы (7,25 Гб) жеті хромосомаға тағайындалған.Қайталанатын элементтер жиналған геномның 90,31% құрады.
Қара бидай геномы
Генетикалық байланыс картасы (WJ) екі қара бидай тұқымының (Вэйнинг × Цзинчжоу) қиылысуынан алынған 295 F2 өсімдіктерін пайдалана отырып жасалған.
Жеті жиналған Вайнинг қара бидай хромосомасының Hi-C контакт картасы (1R – 7R)
Вейнинг қара бидайының жеті жинақталған хромосомалары мен Lo7 x Lo255 RIL популяциясы арқылы жасалған жеті қара бидай байланыс тобы арасындағы сәйкестік
Қара бидай геномының LTR Assembly Index (LAI) мәні 18,42 болып табылды және 1440 жоғары сақталған BUSCO генінің 1393 (96,74%) анықталды. Бұл нәтижелер Вайнинг қара бидай геномының тізбегі екі интергенде де жоғары сапалы екенін көрсетеді. және гендік аймақтар.Барлығы 86 991 белокты кодтайтын гендер, оның ішінде 45 596 жоғары сенімді (НС) гендер және 41 395 төмен сенімді гендер (LC) гендері болжалды.
2. ТЭ талдау
ТЭ талдау.Вейнинг жинағының 90,31% құрайтын жалпы көлемі 6,99 Гб TE ретінде түсіндірілді, ол 537 отбасына жататын 2 671 941 элементті қамтиды.Бұл TE мазмұны Ta (84,70%), Tu (81,42%), Aet (84,40%), WEW (82,20%) немесе Hv (80,80%) үшін бұрын мәлімделгеннен анық жоғары болды.Ұзын терминалды қайталанатын ретротранспозондар (LTR-RTs), соның ішінде сығандар, көшірмелер және жіктелмеген RT элементтері басым ТЭ болды және 1 аннотацияланған TE мазмұнының 84,49% және жинақталған Вайнинг геномының 76,29% құрады;CACTA ДНҚ транспозондары аннотацияланған ТЭ мазмұнының 11,68% және жиналған Вайнинг геномының 10,55% құрайтын екінші ең көп ТЭ болды.
Қара бидайдың транспозондық элементтерін талдау
Вайнинг қара бидайында LTR-RT соңғы енгізілгендердің салыстырмалы түрде жоғары үлесі болды, күшейту шыңы шамамен 0,5 миллион жыл бұрын пайда болды (MYA), бұл төрт түрдің ішіндегі ең соңғысы болды;басқа шың, шамамен 1,7 MYA болды, ескі және арпада да байқалады.Суперфамилия деңгейінде Weining қара бидайындағы Copia элементтерінің 0,3 MYA шамасында өте жақын арада жарылыстары табылды, ал Цыган RT күшейтулері LTR-RT серпіліс динамикасының бимодальды таралу үлгісін басым түрде қалыптастырды.
3. Қара бидай геномының эволюциясын және хромосома синтениясын зерттеу
Қара бидай мен диплоидты бидайлар арасындағы дивергенция арпаны бидайдан бөлгеннен кейін орын алды, екі оқиға үшін дивергенция уақыты сәйкесінше шамамен 9,6 және 15 МЯ құрады.1R, 2R, 3R сәйкесінше бидайдың 1, 2 және 3 хромосомаларымен толық коллинеар болды.4R, 5R, 6R, 7R ірі масштабты синтездер мен сегменттер бар екені анықталды.
4. Гендердің дупликациясын талдау және олардың крахмал биосинтезі гендеріне әсері.
Атап айтқанда, Вайнинг қара бидайының тандемді дубликацияланған гендерінің (TDGs) және проксимальды дубликацияланған гендерінің (PDGs) саны Tu, Aet, Hv, Bd және Os үшін табылғандардан жоғары болды.Транспозицияланған қайталанатын гендер (TrDGs) Ту және Ает үшін арнайы табылғандарға қарағанда көп болды.Қара бидай геномының кеңеюі гендердің қайталану санының жоғарылауымен бірге жүреді.Қара бидайдағы ТЭ-нің жоғарылауы TrDG санының жоғарылауына әкелген болуы мүмкін.
Қара бидай геномының эволюциялық және хромосомалық синтениздік талдаулары
Қара бидай генінің қайталануын талдау және олардың крахмал биосинтезімен байланысты гендердің (SBRGs) әртүрлілігіне әсері
5. Қара бидай тұқымын сақтау ақуызының (SSP) гендік локустарын бөлу
1R немесе 2R-де қара бидай SSP-терін көрсететін төрт хромосомалық локус (Sec-1-ден Sec-4) анықталды.α-глиадин гендері бидай мен жақын түрлерде бидай қара бидайдан бөлінгеннен кейін жақында ғана дамыды.
6. Транскрипция факторы (ТФ) және ауруға төзімділік гендерін зерттеу
Қара бидайдың секалин локустарын талдау
Вайнинг қара бидайында Tu (1,621), Aet (1,758), Hv (1,508), Bd (1,178), Os (1,575) және A (1,836) қарағанда ауруға төзімділік (DRA) гендері (1,989, Қосымша деректер 3) көбірек болды. ), кәдімгі бидайдың B (1,728) және D (1,888) субгеномдары.
7. Ерте айдар белгісімен байланысты ген экспрессиясының ерекшеліктерін зерттеу
Ұзақ күн жағдайында салыстырмалы түрде жоғары экспрессиясы бар екі FT гені, ScFT1 және ScFT2, Вайнинг геномдық жиынында аннотацияланды.ScFT2 (S76 және T132) фосфорлануының екі амин қышқылы қалдықтары уақытты бақылауды төмендетумен байланысы анықталды.
Вейнинг қара бидайының ерте сатысына байланысты даму және ген экспрессия ерекшеліктері
8. Қара бидайды қолға үйретуге қатысатын хромосомалық аймақтар мен локустарды өндіру
Мәдени қара бидай мен S. vavilovii арасында селевтивтік сыпыру талдауын жүргізу үшін барлығы 123 647 SNP пайдаланылды.Редукция индексі (DRI), бекіту индексі (FST) және XP-CLR әдісімен анықталған 11 таңдаулы сыпыру сигналдары.ScID1 тауар позициясының күнін реттеуге қатысуы мүмкін екені анықталды.
Қара бидайды қолға үйретуге ықтимал байланысты хромосомалық аймақтар мен локустарды анықтау және талдау
Анықтама
Li GW және т.б.Жоғары сапалы геномдық жинақ қара бидайдың геномдық сипаттамаларын және агрономиялық маңызды гендерді көрсетеді.Табиғат генетикасы (2021)
Жаңалықтар мен маңызды оқиғалар соңғы сәтті жағдайларды Biomarker Technologies-пен бөлісуге, жаңа ғылыми жетістіктерді, сондай-ақ зерттеу барысында қолданылған көрнекті әдістерді түсіруге бағытталған.
Жіберу уақыты: 05 қаңтар 2022 ж