ജീനോം പരിണാമം
പ്രകൃതി ജനിതകശാസ്ത്രം
ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ജീനോം അസംബ്ലി റൈ ജീനോമിക് സവിശേഷതകളും കാർഷിക പ്രാധാന്യമുള്ള ജീനുകളും എടുത്തുകാണിക്കുന്നു
PacBio |ഇല്ലുമിന |Bionano ഒപ്റ്റിക്കൽ മാപ്പ് |ഹൈ-സി ജീനോം അസംബ്ലി |ജനിതക ഭൂപടം |സെലക്ടീവ് സ്വീപ്പുകൾ |RNA-Seq |ISO-seq |SLAF-seq
ഈ പഠനത്തിൽ പാക്ബിയോ സീക്വൻസിംഗ്, ഹൈ-സി സീക്വൻസിംഗ്, ഡാറ്റാ അനാലിസിസ് എന്നിവയിൽ ബയോമാർക്കർ ടെക്നോളജീസ് സാങ്കേതിക പിന്തുണ നൽകി.
ഹൈലൈറ്റുകൾ
1. ആദ്യത്തെ ക്രോമസോമൽ ലെവൽ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള റൈ ജീനോം ലഭിച്ചു, ഇതിന് 1 ജിബിയേക്കാൾ വലിയ ക്രോമസോം വലുപ്പമുണ്ട്.
2. Tu, Aet, Hv ജീനോം എന്നിവയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, റൈ ജീനോമിൽ അടുത്തിടെ നടന്ന ഒരു അതുല്യമായ LTR-RT ഇവന്റുകൾ നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു, ഇത് റൈ ജീനോം വലുപ്പം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് കാരണമായി.
3. ഗോതമ്പിൽ നിന്ന് ബാർലി വേർപെടുത്തിയതിന് ശേഷമാണ് റൈയും ഡിപ്ലോയിഡ് ഗോതമ്പും തമ്മിലുള്ള വ്യതിചലനം നടന്നത്, രണ്ട് സംഭവങ്ങളുടെയും വ്യതിചലന സമയം ഏകദേശം 9.6 ഉം 15 MYA ഉം ആയിരുന്നു.
FT ജീനുകളുടെ ഫോസ്ഫോറിലേഷൻ റൈയിലെ ആദ്യകാല തലക്കെട്ട് സ്വഭാവത്തെ നിയന്ത്രിക്കും.
4. സെലക്ടീവ് സ്വീപ്പ് വിശകലനം, തലക്കെട്ട് തീയതിയുടെ നിയന്ത്രണത്തിൽ ScID1 ന്റെ സാധ്യമായ പങ്കാളിത്തവും റൈയിലെ വളർത്തൽ വഴി അതിന്റെ സാധ്യതയുള്ള തിരഞ്ഞെടുപ്പും സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
പശ്ചാത്തലം
പശ്ചാത്തലം
റൈ വിലയേറിയ ഭക്ഷണവും തീറ്റയും വിളയും, ഗോതമ്പിന്റെയും ട്രിറ്റിക്കലെയുടെയും ഒരു പ്രധാന ജനിതക വിഭവം, പുല്ലുകളിലെ കാര്യക്ഷമമായ താരതമ്യ ജീനോമിക്സ് പഠനങ്ങൾക്ക് ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്ത ഒരു വസ്തുവാണ്.ചൈനയിൽ കൃഷി ചെയ്യുന്ന ആദ്യകാല പൂക്കളുള്ള ഇനമായ വെയ്നിംഗ് റൈ, ടിന്നിന് വിഷമഞ്ഞു, വരയുള്ള തുരുമ്പ് എന്നിവയ്ക്കെതിരായ വിശാലമായ സ്പെക്ട്രം പ്രതിരോധം കാരണം മികച്ചതാണ്.റൈ എലൈറ്റ് സ്വഭാവസവിശേഷതകളുടെ ജനിതകപരവും തന്മാത്രാ അടിസ്ഥാനവും മനസിലാക്കുന്നതിനും റൈയിലും അനുബന്ധ വിളകളിലും ജീനോമിക്, ബ്രീഡിംഗ് പഠനങ്ങൾ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിനും, ഞങ്ങൾ ഇവിടെ വെയ്നിംഗ് റൈയുടെ ജനിതകഘടന ക്രമീകരിച്ച് വിശകലനം ചെയ്തു.
നേട്ടങ്ങൾ
റൈ ജീനോം
PacBio SMRT റീഡുകൾ, ഷോർട്ട്-റീഡ് ഇല്ലുമിന സീക്വൻസിംഗ്, ക്രോമാറ്റിൻ കൺഫർമേഷൻ ക്യാപ്‌ചർ (Hi-C), ജനിതക മാപ്പിംഗ്, ബയോനാനോ അനാലിസിസ് എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ളവ എന്നിവ സംയോജിപ്പിച്ചാണ് റൈ ജീനോം നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.കൂട്ടിച്ചേർത്ത കോണ്ടിഗുകൾ (7.74 ജിബി) കണക്കാക്കിയ ജീനോം വലുപ്പത്തിന്റെ (7.86 ജിബി) 98.47% വരും, 93.67% കോണ്ടിഗുകളും (7.25 ജിബി) ഏഴ് ക്രോമസോമുകൾക്ക് നൽകിയിട്ടുണ്ട്.കൂട്ടിച്ചേർത്ത ജനിതകത്തിന്റെ 90.31% ആവർത്തിച്ചുള്ള മൂലകങ്ങളാണ്.
റൈ ജീനോം
ജനിതക ലിങ്കേജ് മാപ്പ് (WJ) വികസിപ്പിച്ചത് രണ്ട് റൈ ലാൻഡ്‌റേസുകളുടെ (വെയ്നിംഗ് × ജിംഗ്‌സോ) ക്രോസിംഗിൽ നിന്ന് ഉരുത്തിരിഞ്ഞ 295 F2 സസ്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ്.
ഏഴ് അസംബിൾഡ് വെയ്നിംഗ് റൈ ക്രോമസോമുകളുടെ ഹൈ-സി കോൺടാക്റ്റ് മാപ്പ് (1R - 7R)
Lo7 x Lo255 RIL പോപ്പുലേഷൻ ഉപയോഗിച്ച് വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത വെയ്നിംഗ് റൈയിലെ ഏഴ് ക്രോമസോമുകളും ഏഴ് റൈ ലിങ്കേജ് ഗ്രൂപ്പുകളും തമ്മിലുള്ള വിന്യാസം
Rye ജീനോമിന്റെ LTR അസംബ്ലി സൂചിക (LAI) മൂല്യം 18.42 ആണെന്നും 1,440 BUSCO ജീനുകളിൽ 1,393 (96.74%) ആണെന്നും കണ്ടെത്തി. ജനിതക മേഖലകളും.45,596 ഉയർന്ന ആത്മവിശ്വാസമുള്ള (HC) ജീനുകളും 41,395 ലോ-കോൺഫിഡൻസ് (LC) ജീനുകളും ഉൾപ്പെടെ മൊത്തം 86,991 പ്രോട്ടീൻ-കോഡിംഗ് ജീനുകൾ പ്രവചിക്കപ്പെട്ടു.
2. TE കളുടെ വിശകലനം
TE കളുടെ വിശകലനം.വെയ്നിംഗ് അസംബ്ലിയുടെ 90.31% പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന മൊത്തം 6.99 Gb, 537 കുടുംബങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള 2,671,941 ഘടകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്ന TE-കളായി വ്യാഖ്യാനിച്ചു.ഈ TE ഉള്ളടക്കം Ta (84.70%), Tu (81.42%), Aet (84.40%), WEW (82.20%), അല്ലെങ്കിൽ Hv (80.80%) എന്നിവയ്‌ക്കായി മുമ്പ് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്‌തതിനേക്കാൾ ഉയർന്നതാണ്.ജിപ്സി, കോപ്പിയ, തരംതിരിക്കാത്ത RT ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെയുള്ള ലോംഗ് ടെർമിനൽ റിപ്പീറ്റ് റിട്രോ ട്രാൻസ്‌പോസണുകൾ (LTR-RTs) പ്രബലമായ TE-കൾ ആയിരുന്നു, കൂടാതെ വ്യാഖ്യാനിച്ച TE ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ 84.49% ഉം അസംബിൾ ചെയ്ത വെയ്നിംഗ് ജീനോമിന്റെ 76.29 % ഉം കൈവശപ്പെടുത്തി;11.68% വ്യാഖ്യാനിച്ച ടിഇ ഉള്ളടക്കവും 10.55% അസംബിൾഡ് വെയ്നിംഗ് ജീനോമും ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഏറ്റവും സമൃദ്ധമായ ടിഇകളിൽ രണ്ടാം സ്ഥാനത്താണ് കാക്ട ഡിഎൻഎ ട്രാൻസ്‌പോസണുകൾ.
റൈയുടെ ട്രാൻസ്പോസൺ മൂലകങ്ങളുടെ വിശകലനം
0.5 ദശലക്ഷം വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് (MYA) പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ട LTR-RT-കളുടെ സമീപകാല ഉൾപ്പെടുത്തലുകളുടെ താരതമ്യേന ഉയർന്ന അനുപാതം വെയ്നിംഗ് റൈയ്ക്ക് ഉണ്ടായിരുന്നു, ഇത് നാല് ഇനങ്ങളിൽ ഏറ്റവും പുതിയതാണ്;മറ്റൊരു കൊടുമുടി, ഏകദേശം 1.7 MYA ആയിരുന്നു, പഴയതും ബാർലിയിലും കാണപ്പെടുന്നു.സൂപ്പർഫാമിലി തലത്തിൽ, 0.3 MYA-ൽ വെയ്നിംഗ് റൈയിലെ കോപ്പിയ മൂലകങ്ങളുടെ വളരെ സമീപകാല സ്ഫോടനങ്ങൾ കണ്ടെത്തി, അതേസമയം ജിപ്സി ആർടികളുടെ ആംപ്ലിഫിക്കേഷനുകൾ എൽടിആർ-ആർടി ബർസ്റ്റ് ഡൈനാമിക്സിന്റെ ബൈമോഡൽ ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ പാറ്റേൺ രൂപപ്പെടുത്തി.
3. റൈ ജീനോം പരിണാമത്തിന്റെയും ക്രോമസോം സിന്റനികളുടെയും അന്വേഷണം
ബാർലിയെ ഗോതമ്പിൽ നിന്ന് വേർപെടുത്തിയതിന് ശേഷമാണ് റൈ, ഡിപ്ലോയിഡ് ഗോതമ്പ് എന്നിവ തമ്മിലുള്ള വ്യതിചലനം നടന്നത്, രണ്ട് സംഭവങ്ങളുടെയും വ്യതിചലന സമയം യഥാക്രമം 9.6 ഉം 15 MYA ഉം ആയിരുന്നു.1R, 2R, 3R എന്നിവ യഥാക്രമം ഗോതമ്പിന്റെ 1, 2, 3 ക്രോമസോമുകളുമായി പൂർണ്ണമായും കോളിനിയർ ആയിരുന്നു.4R, 5R, 6R, 7R എന്നിവ വലിയ തോതിലുള്ള ഫ്യൂഷനുകളും സെഗ്‌മെന്റുകളും നിലവിലുണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി.
4. ജീൻ ഡ്യൂപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ വിശകലനവും അന്നജം ബയോസിന്തസിസ് ജീനുകളിൽ അവയുടെ സ്വാധീനവും
വെയ്നിംഗ് റൈയുടെ ടാൻഡംലി ഡ്യൂപ്ലിക്കേറ്റഡ് ജീനുകളുടെയും (TDGs) പ്രോക്സിമലി ഡ്യൂപ്ലിക്കേറ്റഡ് ജീനുകളുടെയും (PDGs) എണ്ണം Tu, Aet, Hv, Bd, Os എന്നിവയിൽ കണ്ടെത്തിയതിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ് എന്നത് ശ്രദ്ധേയമാണ്.ട്രാൻസ്പോസ്ഡ് ഡ്യൂപ്ലിക്കേറ്റഡ് ജീനുകൾ (TrDGs) Tu, Aet എന്നിവയിൽ പ്രത്യേകമായി കണ്ടെത്തിയതിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.റൈ ജീനോം വിപുലീകരണത്തോടൊപ്പം ഉയർന്ന ജീൻ ഡ്യൂപ്ലിക്കേഷനുകളും ഉണ്ടാകുന്നു.റൈയിലെ വർദ്ധിച്ച TE പൊട്ടിത്തെറികൾ TrDG-കളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് കാരണമായേക്കാം.
റൈ ജീനോമിന്റെ പരിണാമപരവും ക്രോമസോം സിന്റനി വിശകലനവും
റൈ ജീൻ ഡ്യൂപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ വിശകലനവും അന്നജം ബയോസിന്തസിസുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ജീനുകളുടെ (SBRGs) വൈവിധ്യങ്ങളിൽ അവയുടെ സ്വാധീനവും
5. റൈ സീഡ് സ്റ്റോറേജ് പ്രോട്ടീൻ (എസ്എസ്പി) ജീൻ ലോക്കിയുടെ വിഭജനം
1R അല്ലെങ്കിൽ 2R-ൽ റൈ SSP-കൾ വ്യക്തമാക്കുന്ന നാല് ക്രോമസോമൽ ലോക്കികൾ (സെക്കൻറ്-1 മുതൽ സെക്കൻറ്-4 വരെ) തിരിച്ചറിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്.റൈയിൽ നിന്ന് ഗോതമ്പിന്റെ വ്യതിചലനത്തിനു ശേഷം ഗോതമ്പിലും അടുത്ത ബന്ധമുള്ള ഇനങ്ങളിലും അടുത്തിടെ മാത്രമാണ് α-ഗ്ലിയാഡിൻ ജീനുകൾ രൂപപ്പെട്ടത്.
6. ട്രാൻസ്ക്രിപ്ഷൻ ഫാക്ടർ (ടിഎഫ്), രോഗ പ്രതിരോധ ജീനുകൾ എന്നിവയുടെ പരിശോധന
റൈ സെകാലിൻ ലോക്കിയുടെ വിശകലനം
Tu (1,621), Aet (1,758), Hv (1,508), Bd (1,178), Os (1,575), A (1,836) എന്നിവയേക്കാൾ കൂടുതൽ രോഗ പ്രതിരോധവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട (DRA) ജീനുകൾ (1,989, സപ്ലിമെന്ററി ഡാറ്റ 3) വെയ്നിംഗ് റൈയിൽ ഉണ്ടായിരുന്നു. ), ബി (1,728), ഡി (1,888) എന്നിവ സാധാരണ ഗോതമ്പിന്റെ ഉപജാതികൾ.
7. ആദ്യകാല തലക്കെട്ട് സ്വഭാവവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ജീൻ എക്സ്പ്രഷൻ സവിശേഷതകളുടെ അന്വേഷണം
നീണ്ട ദിവസത്തെ അവസ്ഥയിൽ താരതമ്യേന ഉയർന്ന എക്സ്പ്രഷൻ ഉള്ള രണ്ട് FT ജീനുകൾ, ScFT1, ScFT2 എന്നിവ വീനിംഗ് ജീനോം അസംബ്ലിയിൽ വ്യാഖ്യാനിക്കപ്പെട്ടു.ScFT2 (S76, T132) ഫോസ്ഫോറിലേഷന്റെ രണ്ട് അമിനോ ആസിഡ് അവശിഷ്ടങ്ങൾ സമയ നിയന്ത്രണം കുറയ്ക്കുന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു
വെയ്നിംഗ് റൈയുടെ ആദ്യകാല തലക്കെട്ട് സ്വഭാവവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട വികസനവും ജീൻ എക്സ്പ്രഷൻ സവിശേഷതകളും
8. റൈ വളർത്തലിൽ ഉൾപ്പെടാൻ സാധ്യതയുള്ള ക്രോമസോം പ്രദേശങ്ങളുടെയും ലോക്കികളുടെയും ഖനനം
കൃഷി ചെയ്ത റൈ, എസ് വാവിലോവി എന്നിവയ്ക്കിടയിൽ സെലീവ് സ്വീപ്പ് വിശകലനം നടത്താൻ മൊത്തം 123,647 എസ്എൻപികൾ ഉപയോഗിച്ചു.റിഡക്ഷൻ ഇൻഡക്സ് (ഡിആർഐ), ഫിക്സേഷൻ ഇൻഡക്സ് (എഫ്എസ്ടി), എക്സ്പി-സിഎൽആർ രീതി എന്നിവയാൽ തിരിച്ചറിഞ്ഞ 11 സെലക്ടീവ് സ്വീപ്പ് സിഗ്നലുകൾ.തലക്കെട്ട് തീയതിയുടെ നിയന്ത്രണത്തിൽ ScID1 ന് സാധ്യമായ പങ്കാളിത്തം കണ്ടെത്തി.
റൈ വളർത്തലുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ക്രോമസോം പ്രദേശങ്ങളുടെയും സ്ഥലങ്ങളുടെയും തിരിച്ചറിയലും വിശകലനവും
റഫറൻസ്
Li GW et al.ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ജീനോം അസംബ്ലി റൈ ജീനോമിക് സവിശേഷതകളും കാർഷിക പ്രാധാന്യമുള്ള ജീനുകളും എടുത്തുകാണിക്കുന്നു.പ്രകൃതി ജനിതകശാസ്ത്രം (2021)
വാർത്തകളും ഹൈലൈറ്റുകളും ഏറ്റവും പുതിയ വിജയകരമായ കേസുകൾ ബയോമാർക്കർ ടെക്‌നോളജീസുമായി പങ്കിടാനും പുതിയ ശാസ്ത്രീയ നേട്ടങ്ങളും പഠനസമയത്ത് പ്രയോഗിച്ച പ്രമുഖ സാങ്കേതിക വിദ്യകളും പകർത്താനും ലക്ഷ്യമിടുന്നു.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജനുവരി-05-2022