जीनोम उत्क्रांती
निसर्ग अनुवांशिकता
उच्च-गुणवत्तेची जीनोम असेंब्ली राई जीनोमिक वैशिष्ट्ये आणि कृषीदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण जीन्स हायलाइट करते
PacBio |इलुमिना |Bionano ऑप्टिकल नकाशा |हाय-सी जीनोम असेंब्ली |अनुवांशिक नकाशा |निवडक स्वीप |आरएनए-सेक |ISO-seq |SLAF-सेक
बायोमार्कर टेक्नॉलॉजीजने या अभ्यासात पॅकबिओ सिक्वेन्सिंग, हाय-सी सिक्वेन्सिंग आणि डेटा विश्लेषणासाठी तांत्रिक सहाय्य प्रदान केले.
ठळक मुद्दे
1.पहिला गुणसूत्र-स्तरीय उच्च दर्जाचा राई जीनोम प्राप्त झाला, ज्याचा एकच गुणसूत्र आकार 1 Gb पेक्षा मोठा आहे.
2. Tu, Aet आणि Hv जीनोमच्या तुलनेत, राई जीनोममध्ये अलीकडील एक अद्वितीय LTR-RT घटना पाहण्यात आली, जी राईच्या जीनोमच्या आकाराच्या विस्तारासाठी जबाबदार होती.
3.राय आणि डिप्लोइड गहू यांच्यातील फरक गव्हापासून बार्ली वेगळे केल्यानंतर घडला, दोन घटनांच्या विचलन वेळा अंदाजे 9.6 आणि 15 MYA आहेत.
एफटी जीन्स फॉस्फोरिलेशन राईच्या सुरुवातीच्या शीर्षस्थानाच्या वैशिष्ट्यावर नियंत्रण ठेवू शकते.
4. निवडक स्वीप विश्लेषण हेडिंगच्या तारखेच्या नियमनात ScID1 चा संभाव्य सहभाग आणि राईमध्ये पाळीव करून त्याची संभाव्य निवड सूचित करते
पार्श्वभूमी
पार्श्वभूमी
राय नावाचे धान्य हे एक मौल्यवान अन्न आणि चारा पीक आहे, गहू आणि ट्रिटिकेल सुधारणेसाठी एक महत्त्वपूर्ण अनुवांशिक संसाधन आहे आणि गवतांमधील कार्यक्षम तुलनात्मक जीनोमिक्स अभ्यासासाठी एक अपरिहार्य सामग्री आहे.चीनमध्ये लागवड केलेली वेनिंग राय नावाची एक सुरुवातीच्या फुलांची जात, पावडर बुरशी आणि पट्टेदार गंज या दोहोंना व्यापक-स्पेक्ट्रम प्रतिरोधक असल्यामुळे उत्कृष्ट आहे.राईच्या अभिजात गुणांचा अनुवांशिक आणि आण्विक आधार समजून घेण्यासाठी आणि राई आणि संबंधित पिकांमधील जीनोमिक आणि प्रजनन अभ्यासांना प्रोत्साहन देण्यासाठी, आम्ही येथे वेनिंग राईच्या जीनोमचे अनुक्रम आणि विश्लेषण केले.
उपलब्धी
राई जीनोम
राई जीनोम पॅकबायो एसएमआरटी रीड्स, शॉर्ट-रीड इलुमिना सिक्वेन्सिंग तसेच क्रोमॅटिन कन्फर्मेशन कॅप्चर (हाय-सी), अनुवांशिक मॅपिंग आणि बायोनानो विश्लेषणाद्वारे तयार केले गेले.असेंबल केलेले कॉन्टिग्ज (7.74 Gb) अंदाजित जीनोम आकाराच्या (7.86 Gb) 98.47% आहेत, 93.67% कॉन्टिग्ज (7.25 Gb) सात गुणसूत्रांना नियुक्त केले आहेत.पुनरावृत्ती घटक एकत्रित केलेल्या जीनोमच्या 90.31% बनतात.
राई जीनोम
अनुवांशिक लिंकेज मॅप (WJ) 295 F2 वनस्पती वापरून विकसित केले गेले जे दोन राई लँडरेसेस (वेनिंग × जिंगझोउ) च्या क्रॉसिंगमधून प्राप्त झाले.
सात एकत्र केलेल्या वेनिंग राय गुणसूत्रांचा हाय-सी संपर्क नकाशा (1R - 7R)
वेनिंग राईचे सात एकत्रित गुणसूत्र आणि Lo7 x Lo255 RIL लोकसंख्येचा वापर करून विकसित केलेल्या सात राई लिंकेज गटांमधील संरेखन
राई जीनोमचे एलटीआर असेंब्ली इंडेक्स (एलएआय) मूल्य 18.42 असल्याचे आढळले आणि 1,440 अत्यंत संरक्षित बुस्को जनुकांपैकी 1,393 (96.74%) ओळखले गेले .हे परिणाम सूचित करतात की वेनिंग राई जीनोम अनुक्रम दोन्ही इंटरजेनिकमध्ये उच्च दर्जाचा आहे. आणि जेनिक प्रदेश.एकूण 86,991 प्रथिने-कोडिंग जीन्स, ज्यामध्ये 45,596 उच्च-आत्मविश्वास (HC) जीन्स आणि 41,395 लो-कॉन्फिडन्स जीन्स (LC) जनुकांचा समावेश आहे.
2. TEs चे विश्लेषण
TEs चे विश्लेषण.एकूण 6.99 Gb, 90.31% वेनिंग असेंब्लीचे प्रतिनिधित्व करते, TEs म्हणून भाष्य केले गेले, ज्यामध्ये 537 कुटुंबांचे 2,671,941 घटक समाविष्ट आहेत.ही TE सामग्री पूर्वी Ta (84.70%), Tu (81.42%), Aet (84.40%), WEW (82.20%), किंवा Hv (80.80%) साठी नोंदवलेल्या पेक्षा स्पष्टपणे जास्त होती.जिप्सी, कॉपिया आणि अवर्गीकृत RT घटकांसह दीर्घ टर्मिनल रिपीट रेट्रोट्रान्सपोसन्स (LTR-RTs), प्रबळ TEs होते आणि 1 व्याप्त 84.49% एनोटेटेड TE सामग्री आणि 76.29 % एकत्रित वेनिंग जीनोम;CACTA DNA ट्रान्सपोसन्स हे दुसरे सर्वात मुबलक TEs होते, जे 11.68% एनोटेटेड TE सामग्रीचे आणि 10.55% असेम्बल केलेले वेनिंग जीनोम बनवतात.
राईच्या ट्रान्सपोसन घटकांचे विश्लेषण
वेनिंग राईमध्ये अलीकडील एलटीआर-आरटीच्या वाढीचे प्रमाण तुलनेने उच्च होते आणि सुमारे ०.५ दशलक्ष वर्षांपूर्वी (MYA) दिसले होते, जे चार प्रजातींमध्ये सर्वात अलीकडील होते;दुसरे शिखर, अंदाजे 1.7 MYA झाले, जुने होते आणि बार्लीमध्ये देखील पाहिले गेले.सुपरफॅमिली स्तरावर, 0.3 MYA वर वेनिंग राई मधील कोपिया घटकांचे अगदी अलीकडील स्फोट आढळले, तर जिप्सी RTs च्या प्रवर्धनाने LTR-RT बर्स्ट डायनॅमिक्सच्या बिमोडल वितरण पॅटर्नला आकार दिला.
3. राई जीनोम उत्क्रांती आणि क्रोमोसोम सिंटनीजची तपासणी
राई आणि डिप्लोइड गहू यांच्यातील फरक गव्हापासून बार्ली वेगळे केल्यानंतर घडला, दोन घटनांच्या भिन्नता वेळा अनुक्रमे 9.6 आणि 15 MYA आहेत.1R, 2R, 3R अनुक्रमे गव्हाच्या 1, 2 आणि 3 गुणसूत्रांसह संपूर्णपणे समरेखित होते.4R, 5R, 6R, 7R मोठ्या प्रमाणात फ्यूजन आणि खंड अस्तित्वात असल्याचे आढळले.
4. जीन डुप्लिकेशन्सचे विश्लेषण आणि स्टार्च बायोसिंथेसिस जनुकांवर त्यांचा प्रभाव
विशेष म्हणजे, वेनिंग राईच्या टेंडमली डुप्लिकेट जीन्स (TDGs) आणि प्रॉक्सिमली डुप्लिकेट जीन्स (PDGs) यांची संख्या Tu, Aet, Hv, Bd आणि Os पेक्षा जास्त होती.ट्रान्सपोस्ड डुप्लिकेट जीन्स (TrDGs) देखील विशेषत: Tu आणि Aet साठी सापडलेल्या जनुकांपेक्षा जास्त होते.राईच्या जीनोमच्या विस्तारासोबत जीन डुप्लिकेशन्सची संख्या जास्त असते.राईमध्ये वाढलेल्या टीई बर्स्टमुळे TrDG ची संख्या वाढली असावी.
राई जीनोमचे उत्क्रांतीवादी आणि गुणसूत्र सिंटेनी विश्लेषण
राई जीन डुप्लिकेशनचे विश्लेषण आणि स्टार्च बायोसिंथेसिस संबंधित जनुकांच्या विविधतेवर त्यांचा प्रभाव (SBRGs)
5. राय नावाचे धान्य साठवण प्रथिने (SSP) जनुक स्थानाचे विच्छेदन
1R किंवा 2R वर राई एसएसपी निर्दिष्ट करणारे चार गुणसूत्र लोकी (सेक-1 ते सेक-4) ओळखले गेले आहेत.α-ग्लियाडिन जीन्स नुकतेच गहू आणि राईपासून गव्हाच्या पृथक्करणानंतर जवळच्या संबंधित प्रजातींमध्ये विकसित झाले.
6. ट्रान्सक्रिप्शन फॅक्टर (TF) आणि रोग प्रतिरोधक जनुकांची तपासणी
राय secalin loci चे विश्लेषण
Tu (1,621), Aet (1,758), Hv (1,508), Bd (1,178), Os (1,575), आणि A (1,836) पेक्षा वेनिंग राईमध्ये अनेक रोग प्रतिरोधक (DRA) जनुक (1,989, पूरक डेटा 3) संबंधित होते. ), B (1,728) आणि D (1,888) सामान्य गव्हाचे उपजीनोम.
7. सुरुवातीच्या शीर्षकाच्या वैशिष्ट्यांशी संबंधित जनुक अभिव्यक्ती वैशिष्ट्यांची तपासणी
दीर्घ दिवसाच्या परिस्थितीत तुलनेने उच्च अभिव्यक्ती असलेले दोन FT जीन्स, ScFT1 आणि ScFT2, वेनिंग जीनोम असेंब्लीमध्ये भाष्य केले गेले.ScFT2 (S76 आणि T132) फॉस्फोरिलेशनचे दोन अमीनो ऍसिड अवशेष वेळ नियंत्रण कमी करण्याशी संबंध आढळून आले.
विकासात्मक आणि जनुक अभिव्यक्ती वैशिष्ट्ये Weining राईच्या सुरुवातीच्या शीर्षकाच्या वैशिष्ट्याशी संबंधित आहेत
8. गुणसूत्र क्षेत्रांचे खाणकाम आणि संभाव्यत: राईच्या पाळण्यात गुंतलेले स्थान
एकूण 123,647 SNPs चा वापर लागवड केलेल्या राई आणि S. vavilovii मधील निवडक स्वीप विश्लेषण करण्यासाठी करण्यात आला.रिडक्शन इंडेक्स (DRI), फिक्सेशन इंडेक्स (FST) आणि XP-CLR पद्धतीद्वारे ओळखले जाणारे 11 निवडक स्वीप सिग्नल.शिर्षक तारखेच्या नियमनात ScID1 चा संभाव्य सहभाग आढळून आला.
क्रोमोसोमल प्रदेशांची ओळख आणि विश्लेषण आणि संभाव्यत: राईच्या पाळण्याशी संबंधित स्थान
संदर्भ
ली GW आणि इतर.उच्च-गुणवत्तेची जीनोम असेंब्ली राई जीनोमिक वैशिष्ट्ये आणि कृषीदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण जीन्स हायलाइट करते.नेचर जेनेटिक्स (२०२१)
बातम्या आणि ठळक बातम्या बायोमार्कर टेक्नॉलॉजीजसह नवीनतम यशस्वी प्रकरणे सामायिक करणे, नवीन वैज्ञानिक कामगिरी तसेच अभ्यासादरम्यान लागू केलेली प्रमुख तंत्रे कॅप्चर करणे हे उद्दिष्ट आहे.
पोस्ट वेळ: जानेवारी-05-2022