जीनोम इभोलुसन
प्रकृति आनुवंशिकी
एक उच्च गुणस्तरको जीनोम एसेम्बलीले राई जीनोमिक विशेषताहरू र कृषिशास्त्रीय रूपमा महत्त्वपूर्ण जीनहरू हाइलाइट गर्दछ
PacBio |इल्युमिना |Bionano अप्टिकल नक्सा |हाई-सी जीनोम असेंबली |आनुवंशिक नक्सा |चयनात्मक स्वीप्स |आरएनए-सेक |ISO-seq |SLAF-सेक
बायोमार्कर टेक्नोलोजीहरूले यस अध्ययनमा Pacbio अनुक्रमण, हाई-सी अनुक्रम र डेटा विश्लेषणमा प्राविधिक सहयोग प्रदान गर्यो।
हाइलाइटहरू
1.पहिलो क्रोमोसोमल स्तरको उच्च गुणस्तरको राई जीनोम प्राप्त भयो, जसको एकल क्रोमोजोम साइज १ Gb भन्दा ठूलो छ।
2. Tu, Aet र Hv जीनोमको तुलनामा, राई जीनोममा एक अद्वितीय हालैको LTR-RT घटनाहरू अवलोकन गरियो, जुन राई जीनोमको आकार विस्तारको लागि जिम्मेवार थियो।
3. राई र डिप्लोइड गहुँ बीचको भिन्नता गहुँबाट जौलाई अलग गरेपछि भएको थियो, दुई घटनाहरूको विचलन समय लगभग 9.6 र 15 MYA थियो।
FT जीन फास्फोरिलेसनले राईमा प्रारम्भिक हेडिङ विशेषतालाई नियन्त्रण गर्न सक्छ।
4. चयनात्मक स्वीप विश्लेषणले हेडिङ मितिको नियमनमा ScID1 को सम्भावित संलग्नता र राईमा घरपालुवाताद्वारा यसको सम्भावित चयनलाई संकेत गर्छ।
पृष्ठभूमि
पृष्ठभूमि
राई एक मूल्यवान खाना र चारा बाली हो, गहुँ र ट्रिटिकेल सुधारको लागि एक महत्त्वपूर्ण आनुवंशिक स्रोत, र घाँसमा कुशल तुलनात्मक जीनोमिक्स अध्ययनको लागि एक अपरिहार्य सामग्री हो।वाइनिङ राई, चीनमा खेती गरिएको प्रारम्भिक फूलको प्रजाति, यसको फराकिलो-स्पेक्ट्रम पाउडर फफूंदी र स्ट्राइप रस्ट दुवैको प्रतिरोधको कारण उत्कृष्ट छ।राई कुलीन विशेषताहरूको आनुवंशिक र आणविक आधार बुझ्न र राई र सम्बन्धित बालीहरूमा जीनोमिक र प्रजनन अध्ययनलाई बढावा दिन, हामीले यहाँ वेनिङ राईको जीनोमलाई क्रमबद्ध र विश्लेषण गरेका छौं।
उपलब्धिहरू
राई जीनोम
राई जीनोम PacBio SMRT रीड, छोटो-पढिएको इलुमिना सिक्वेन्सिङ, साथै क्रोमाटिन कन्फर्मेसन क्याप्चर (Hi-C), आनुवंशिक म्यापिङ, र बायोनानो विश्लेषणको संयोजन गरेर निर्माण गरिएको थियो।जम्मा गरिएका कन्टिग्स (7.74 Gb) ले अनुमानित जीनोम साइज (7.86 Gb) को 98.47% का लागि योगदान गर्यो, 93.67% कन्टिगहरू (7.25 Gb) सात क्रोमोजोमहरूलाई तोकिएको थियो।दोहोरिने तत्वहरूले एसेम्बल गरिएको जीनोमको 90.31% गठन गर्यो।
राई जीनोम
जेनेटिक लिंकेज म्याप (WJ) 295 F2 बिरुवाहरू प्रयोग गरेर विकसित गरियो जुन दुई राई ल्यान्डरेसहरू (Weining × Jingzhou) को क्रसिङबाट प्राप्त भयो।
सात भेला भएका वेनिङ राई क्रोमोजोमहरूको हाई-सी सम्पर्क नक्सा (1R - 7R)
Weining राईको सातवटा जम्मा गरिएका क्रोमोजोमहरू र Lo7 x Lo255 RIL जनसंख्या प्रयोग गरी विकसित सात राई लिंकेज समूहहरू बीचको पङ्क्तिबद्धता
राई जीनोमको LTR असेंबली इन्डेक्स (LAI) मान १८.४२ र 1,393 (96.74%) 1,440 अत्यधिक संरक्षित BUSCO जीनहरू पहिचान गरिएको थियो। यी नतिजाहरूले वाइनिङ राई जीनोम अनुक्रम दुवै अन्तरजेनिकमा उच्च गुणस्तरको रहेको सुझाव दिन्छ। र जेनिक क्षेत्रहरू।कुल 86,991 प्रोटीन-कोडिङ जीनहरू, 45,596 उच्च-विश्वास (HC) जीनहरू र 41,395 कम-विश्वास जीन (LC) जीनहरू सहित भविष्यवाणी गरिएको थियो।
2. TEs को विश्लेषण
TEs को विश्लेषण।कुल 6.99 Gb, Weining सभाको 90.31% प्रतिनिधित्व गर्दै, TEs को रूपमा एनोटेट गरिएको थियो, जसमा 537 परिवारहरूसँग सम्बन्धित 2,671,941 तत्वहरू समावेश थिए।यो TE सामग्री पहिले Ta (84.70%), Tu (81.42%), Aet (84.40%), WEW (82.20%), वा Hv (80.80%) को लागि रिपोर्ट गरिएको भन्दा स्पष्ट रूपमा उच्च थियो।जिप्सी, कोपिया र अवर्गीकृत RT तत्वहरू सहित लामो टर्मिनल दोहोरिने रेट्रोट्रान्सपोसनहरू (LTR-RTs), प्रभावशाली TEs थिए, र 1 ले एनोटेटेड TE सामग्रीको 84.49% र एसेम्बल गरिएको वेनिङ जीनोमको 76.29%;CACTA DNA ट्रान्सपोसन दोस्रो सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा TE हरू थिए, जसमा एनोटेटेड TE सामग्रीको 11.68% र एसेम्बल गरिएको वाइनिङ जीनोमको 10.55% थियो।
राईको ट्रान्सपोसन तत्वहरूको विश्लेषण
वाइनिङ राईमा हालैका एलटीआर-आरटीहरूको इन्सर्सनको तुलनात्मक रूपमा उच्च अनुपात थियो जसमा प्रवर्धनको शिखर लगभग ०.५ मिलियन वर्ष पहिले (MYA) देखा पर्यो, जुन चार प्रजातिहरूमध्ये सबैभन्दा हालको थियो;अर्को चोटी, लगभग 1.7 MYA भयो, पुरानो थियो र जौमा पनि देखियो।अतिपरिवार स्तरमा, 0.3 MYA मा Weining राईमा Copia तत्वहरूको हालैको फट फेला पर्यो, जबकि Gypsy RTs को एम्प्लीफिकेशनले LTR-RT बर्स्ट डाइनामिक्सको बिमोडल वितरण ढाँचालाई प्रमुख रूपमा आकार दियो।
3. राई जीनोम विकास र क्रोमोजोम syntenies को अनुसन्धान
राई र डिप्लोइड गहुँ बीचको भिन्नता गहुँबाट जौलाई अलग गरेपछि भएको थियो, दुई घटनाहरूको भिन्नता समय क्रमशः लगभग 9.6 र 15 MYA भएको थियो।1R, 2R, 3R क्रमशः गहुँको समूह 1, 2 र 3 क्रोमोजोमहरूसँग पूर्ण रूपमा समरेखीय थिए।4R, 5R, 6R, 7R ठूला-ठूला फ्युजन र खण्डहरू अवस्थित फेला परे।
4. जीन डुप्लिकेशनको विश्लेषण र स्टार्च बायोसिंथेसिस जीनहरूमा तिनीहरूको प्रभाव
उल्लेखनीय रूपमा, वाइनिङ राईको टेन्डेमली डुप्लिकेट जीन (TDGs) र प्रोक्सिमली डुप्लिकेट जीन (PDGs) को संख्या दुबै Tu, Aet, Hv, Bd र Os को लागि पाइने भन्दा बढी थियो।ट्रान्सपोज्ड डुप्लिकेट जीनहरू (TrDGs) पनि विशेष रूपमा Tu र Aet को लागि फेला परेका भन्दा धेरै थिए।राई जीनोम विस्तार जीन डुप्लिकेशन को उच्च संख्या संग साथ छ।राईमा बढेको TE bursts ले TrDGs को संख्या बढाएको हुन सक्छ।
राई जीनोमको विकासवादी र क्रोमोजोम सिन्टेनी विश्लेषण
राई जीन डुप्लिकेशनको विश्लेषण र स्टार्च बायोसिंथेसिस सम्बन्धित जीन (SBRGs) को विविधतामा तिनीहरूको प्रभाव।
5. राईको बीउ भण्डारण प्रोटीन (SSP) जीन लोकीको विच्छेदन
1R वा 2R मा चार क्रोमोसोमल लोकी (Sec-1 देखि Sec-4) निर्दिष्ट गर्ने राई SSPs पहिचान गरिएको छ।α-ग्लियाडिन जीनहरू राईबाट गहुँको विचलन पछि गहुँ र निकटसँग सम्बन्धित प्रजातिहरूमा मात्र विकसित भएको थियो।
6. ट्रान्सक्रिप्शन कारक (TF) र रोग प्रतिरोधी जीनहरूको परीक्षण
राई secalin loci को विश्लेषण
Weining राईसँग Tu (1,621), Aet (1,758), Hv (1,508), Bd (1,178), Os (1,575), र A (1,836) भन्दा धेरै रोग प्रतिरोधात्मक (DRA) जीन (1,989, पूरक डाटा 3) सम्बन्धित थियो। ), B (1,728) र D (1,888) सामान्य गहुँको सबजीनोम।
7. प्रारम्भिक शीर्षक विशेषतासँग सम्बन्धित जीन अभिव्यक्ति सुविधाहरूको अनुसन्धान
लामो दिनको अवस्थाहरूमा अपेक्षाकृत उच्च अभिव्यक्तिको साथ दुई FT जीनहरू, ScFT1 र ScFT2, Weining जीनोम असेंबलीमा एनोटेट गरिएको थियो।ScFT2 (S76 र T132) फास्फोरिलेसनका दुई एमिनो एसिड अवशेषहरू कम समय नियन्त्रणसँग सम्बन्ध भेटिए।
Weining राई को प्रारम्भिक शीर्षक विशेषता संग सम्बन्धित विकास र जीन अभिव्यक्ति विशेषताहरु
8. राई घरपालुवामा सम्भावित रूपमा संलग्न क्रोमोसोमल क्षेत्रहरू र स्थानहरूको खनन
कुल 123,647 SNP हरू खेती गरिएको राई र S. vavilovii बीच सेलेभ्टिभ स्वीप विश्लेषण सञ्चालन गर्न प्रयोग गरियो।रिडक्सन इन्डेक्स (DRI), फिक्सेसन इन्डेक्स (FST) र XP-CLR विधिद्वारा पहिचान गरिएका ११ चयनात्मक स्वीप संकेतहरू।ScID1 शीर्षक मिति को नियमन मा सम्भावित संलग्नता फेला पर्यो।
क्रोमोसोमल क्षेत्रहरूको पहिचान र विश्लेषण र सम्भावित रूपमा राई पाल्तुकरणसँग सम्बन्धित स्थानहरू
सन्दर्भ
Li GW et al।एक उच्च गुणस्तरको जीनोम एसेम्बलीले राई जीनोमिक विशेषताहरू र कृषि विज्ञानको रूपमा महत्त्वपूर्ण जीनहरू हाइलाइट गर्दछ।नेचर जेनेटिक्स (२०२१)
समाचार र हाइलाइटहरू बायोमार्कर टेक्नोलोजीहरूसँग नवीनतम सफल केसहरू साझेदारी गर्ने उद्देश्य, उपन्यास वैज्ञानिक उपलब्धिहरू र अध्ययनको क्रममा लागू गरिएका प्रमुख प्रविधिहरू क्याप्चर गर्ने।
पोस्ट समय: जनवरी-05-2022