GENOMO EVOLIUCIJA
gamtos genetika
Aukštos kokybės genomo rinkinys išryškina rugių genomines savybes ir agronomiškai svarbius genus
PacBio |Iliumina |Bionano optinis žemėlapis |Hi-C genomo surinkimas |Genetinis žemėlapis |Atrankinis šlavimas |RNR-Seq |ISO-seq |SLAF-seq
Šiame tyrime „Biomarker Technologies“ suteikė techninę pagalbą „Pacbio“ sekos nustatymui, Hi-C sekos nustatymui ir duomenų analizei.
Pabrėžia
1. Gautas pirmasis chromosomų lygio aukštos kokybės rugių genomas, kurio vienos chromosomos dydis didesnis nei 1 Gb.
2. Palyginti su Tu, Aet ir Hv genomu, rugių genome buvo pastebėti unikalūs LTR-RT įvykiai, kurie buvo atsakingi už rugių genomo dydžio išplėtimą.
3. Skirtumas tarp rugių ir diploidinių kviečių įvyko atskyrus miežius nuo kviečių, o dviejų įvykių skirtumo laikas buvo maždaug 9,6 ir 15 MYA.
FT genų fosforilinimas gali kontroliuoti ankstyvą rugių krypties požymį.
4. Selektyvinė valymo analizė rodo galimą ScID1 dalyvavimą reguliuojant pozicijos datą ir galimą jo atranką prijaukinant rugius
Fonas
Fonas
Rugiai yra vertingas maistinis ir pašarinis augalas, svarbus genetinis kviečių ir kvietrugių gerinimo šaltinis ir nepakeičiama medžiaga veiksmingiems lyginamiesiems žolių genomikos tyrimams.Weining rugiai, ankstyvo žydėjimo veislė, auginama Kinijoje, yra išskirtinė dėl savo plataus spektro atsparumo miltligei ir juostinėms rūdims.Siekdami suprasti rugių elito bruožų genetinį ir molekulinį pagrindą ir skatinti rugių bei susijusių kultūrų genominius ir veisimo tyrimus, mes čia sekvenavome ir išanalizavome Weining rugių genomą.
Pasiekimai
Rugių genomas
Rye genomas buvo sukurtas šukuojant PacBio SMRT skaitymus, trumpo nuskaitymo Illumina seką, taip pat chromatino konformacijos surinkimo (Hi-C), genetinio kartografavimo ir BioNano analizės duomenis.Surinkti kontigai (7,74 Gb) sudarė 98,47% apskaičiuoto genomo dydžio (7,86 Gb), o 93,67% kontigų (7,25 Gb) buvo priskirti septynioms chromosomoms.Pasikartojantys elementai sudarė 90,31% surinkto genomo.
Rugių genomas
Genetinio ryšio žemėlapis (WJ), sukurtas naudojant 295 F2 augalus, gautus sukryžminus dvi rugių žemines (Weining × Jingzhou)
Septynių surinktų Weining rugių chromosomų (1R – 7R) Hi-C kontaktinis žemėlapis
Išlygiavimas tarp septynių surinktų Weining rugių chromosomų ir septynių rugių jungčių grupių, sukurtų naudojant Lo7 x Lo255 RIL populiaciją
Nustatyta, kad rugių genomo LTR Assembly Index (LAI) vertė yra 18,42, o iš 1 440 labai konservuotų BUSCO genų buvo nustatyti 1 393 (96,74 %). Šie rezultatai rodo, kad Weining rugių genomo seka yra aukštos kokybės abiejuose tarpgeniniuose genuose. ir genų regionai.Iš viso buvo prognozuojamas 86 991 baltymus koduojantis genas, įskaitant 45 596 didelio pasitikėjimo (HC) genus ir 41 395 žemo patikimumo genus (LC).
2. TE analizė
TE analizė.Iš viso 6, 99 Gb, ty 90, 31% Weining surinkimo, buvo pažymėti kaip TE, į kuriuos buvo įtrauktas 2 671 941 elementas, priklausantis 537 šeimoms.Šis TE kiekis buvo aiškiai didesnis nei anksčiau nurodytas Ta (84,70%), Tu (81,42%), Aet (84,40%), WEW (82,20%) arba Hv (80,80%).Ilgi galiniai pasikartojantys retrotranspozonai (LTR-RT), įskaitant čigonų, kopijų ir neklasifikuotus RT elementus, buvo dominuojantys TE ir užėmė 84,49% anotuoto TE kiekio ir 76,29% surinkto Weining genomo;CACTA DNR transpozonai buvo antri pagal gausumą TE, sudarantys 11, 68% anotuoto TE kiekio ir 10, 55% surinkto Weining genomo.
Rugių transpozoninių elementų analizė
Weining rugiuose buvo palyginti didelė dalis neseniai įterptų LTR-RT, kurių amplifikacijos pikas pasirodė maždaug prieš 0,5 milijono metų (MYA), kuris buvo naujausias tarp keturių rūšių;kita smailė, susidariusi maždaug 1,7 MYA, buvo senesnė ir taip pat pastebėta miežiuose.Superšeimos lygmeniu buvo rasta visai neseniai Weining rugiuose esančių Copia elementų pliūpsniai, kurių vertė yra 0,3 MYA, o čigonų RT sustiprinimai dominuoja suformavo bimodalinį LTR-RT pliūpsnio dinamikos pasiskirstymo modelį.
3. Rugių genomo evoliucijos ir chromosomų sintezių tyrimas
Skirtumas tarp rugių ir diploidinių kviečių įvyko atskyrus miežius nuo kviečių, o dviejų įvykių skirtumo laikas buvo atitinkamai maždaug 9,6 ir 15 MYA.1R, 2R, 3R buvo visiškai vienalytės su kviečių 1, 2 ir 3 grupių chromosomomis.4R, 5R, 6R, 7R buvo rasta didelio masto sintezių ir segmentų.
4. Genų dubliavimosi ir jų įtakos krakmolo biosintezės genams analizė
Pažymėtina, kad Weining rugių tandemiškai pasikartojančių genų (TDG) ir proksimaliai pasikartojančių genų (PDG) skaičius buvo didesnis nei Tu, Aet, Hv, Bd ir Os.Transponuotų pasikartojančių genų (TrDG) taip pat buvo daugiau nei tų, kurie buvo specialiai rasti Tu ir Aet.Rugių genomo išplėtimas yra susijęs su didesniu genų dubliavimosi skaičiumi.Padidėję TE sprogimai rugiuose galėjo sukelti padidėjusį TrDG skaičių.
Rugių genomo evoliucinė ir chromosomų sintezės analizė
Rugio genų dubliavimosi ir jų įtakos su krakmolo biosinteze susijusių genų (SBRG) įvairovei analizė
5. Rugių sėklų saugojimo baltymo (SSP) geno lokusų išpjaustymas
1R arba 2R buvo nustatyti keturi chromosomų lokusai (Sec-1–4), nurodantys rugių SSP.α-gliadino genai buvo sukurti tik neseniai kviečiams ir artimai susijusioms rūšims po to, kai kviečiai skiriasi nuo rugių.
6. Transkripcijos faktoriaus (TF) ir atsparumo ligoms genų tyrimas
Ruginių sekalino lokusų analizė
Weining rugiuose buvo daugiau su atsparumu ligoms susijusių (DRA) genų (1 989, 3 papildomi duomenys) nei Tu (1 621), Aet (1 758), Hv (1 508), Bd (1 178), Os (1 575) ir A (1 836). ), B (1 728) ir D (1 888) paprastųjų kviečių subgenomus.
7. Genų raiškos ypatybių, susijusių su ankstyvuoju galvos požymiu, tyrimas
Du FT genai, turintys gana didelę ekspresiją ilgos dienos sąlygomis, ScFT1 ir ScFT2 , buvo anotuoti Weining genomo surinkime.Nustatyta, kad dvi ScFT2 (S76 ir T132) fosforilinimo aminorūgščių liekanos yra susijusios su mažėjančia laiko kontrole
Vystymosi ir genų ekspresijos ypatybės, susijusios su ankstyvuoju Weining rugių požymiu
8. Chromosomų regionų ir lokusų, potencialiai susijusių su rugių prijaukinimu, kasyba
Iš viso buvo panaudoti 123 647 SNP, kad būtų atlikta kultivuotų rugių ir S. vavilovii atrankinė analizė.11 selektyvių šlavimo signalų, identifikuotų redukcijos indeksu (DRI), fiksacijos indeksu (FST) ir XP-CLR metodu.Nustatyta, kad ScID1 gali būti susijęs su antraštės datos reguliavimu.
Chromosomų regionų ir lokusų, galimai susijusių su rugių prijaukinimu, nustatymas ir analizė
Nuoroda
Li GW ir kt.Aukštos kokybės genomo rinkinys išryškina rugių genomines savybes ir agronomiškai svarbius genus.Gamtos genetika (2021 m.)
Naujienos ir svarbiausi dalykai siekia pasidalyti naujausiais sėkmingais atvejais su „Biomarker Technologies“, užfiksuoti naujus mokslo laimėjimus ir svarbius tyrimo metu taikytus metodus.
Paskelbimo laikas: 2022-01-05