GWAS
Tittel: Resekvensering av hele genomet avslører Brassica napus opprinnelse og genetiske loki involvert i forbedringen
Tidsskrift: Naturkommunikasjon
NGS |WGS |Resekvensering |GWAS |Transkriptom |RNAseq |Brassica napus |Evolusjon |Domestisering
I denne studien leverte Biomarker Technologies tjenester på NGS-sekvensering, samt teknisk støtte for bioinformatikkanalyse på sekvenseringsdata.
Bakgrunn
Brassica napus(raps) er en viktig oljefrøavling og en utmerket modell for å undersøke prosesser med polyploid spesifikasjon, evolusjon og seleksjon.Hvorvidt ville arter eller domestiserte givere var foreldrenes stamfader og gener som bidro til domestisering og forbedring av raps er fortsatt ukjent.
Materialer og metoder
Materialer:588B. napustiltredelser var involvert i denne studien, inkludert 466 fra Asia, 102 fra Europa, 13 fra Nord-Amerika og 7 fra Australia.Basert på vekstvaner ble disse materialene delt inn i tre økotyper;vår (86 tiltredelser), vinter (74 tiltredelser) og semi-vinter (428 tiltredelser).
Sekvensering:Gjennomsnittlig ca.5× (fra 3,37× til 7,71×)
Sekvenseringsplattform:Illumina Hiseq 4000
Dataproduksjon:4,03 Tb rene data
SNP ringer:BWA + GATK.5 294 158 SNP-er og 1 307 151 InDel ble oppnådd.
Resultater
Opprinnelse til B. napus
B. napusEt subgenom utviklet seg fra stamfaren til europeisk nepe.En genstrømhendelse fra europeisk nepe tilB. napus Et subgenom oppstod for ~106–1170 år siden.B. napusC-subgenomet kan ha utviklet seg fra den felles stamfaren til disse avstamningene.Stamfaren tilB. napusdelt fra den felles stamfaren til fire B. oleracea-underarter, med nyere genstrøm innB. napus~108–898 år siden.B. napusC-subgenom har en mer kompleks opprinnelse enn A-subgenom.En sterk flaskehals utviklet seg i begge to subgenomene i løpet avB. napusutvikling.Vinteren og halvvinterenB. napusØkotyper divergerte for ~60 år siden, mens vinteren og vårenB. napusdivergerte for ~416 år siden, og oljefrø og ikke-oljefrøB. napusdivergerte for ~277 år siden.
Fig. 2 Befolkningsstruktur på 588 B. napus-aksessioner og 199 av B. rapa-aksessioner.
Fig. 3 Befolkningsstruktur av 588 B. napus-aksessioner og 119 av B. oleracea-aksessioner
Seleksjonssignaler og genomomfattende assosiasjonsstudier.
Under det første forbedringsstadiet (FSI) gikk mer genetisk mangfold tapt i B. napus C-subgenomet enn i A-subgenomet.Mindre genetisk differensiering skjedde under FSI enn under andre forbedringsstadium (SSI).Gener i SSI-seleksjonssignalregioner ble beriket i stresstoleranse, utvikling og metabolske veier.60 loci signifikant assosiert med 10 målegenskaper, inkludert 5 relatert til frøutbytte, 3 til siliquelengde, 4 til oljeinnhold og 48 til frøkvalitet ble identifisert.
Fig. 4 Genomomfattende skanning og merknader av utvalgte regioner under SSI av B. napus
Transkriptomanalyse
RNAseq-data fra 11 vev fra en kultivar med høyt oljeinnhold og dobbeltlavt og en kultivar med lavt oljeinnhold og dobbelthøyt kultivar identifiserte gener relatert til biosynteseprosessen for glukosinolat var betydelig overrepresentert.
Fig. 5 Oversikt over regulering av blomstringstid under valg av økotypeforbedringen av B. napus
Diskusjon
Denne studien ga en verdifull ressurs for å forstå opprinnelsen og forbedringshistorien tilB. napusog vil lette disseksjonen av de genetiske basene til viktige agronomiske komplekse egenskaper.De betydelige SNP-ene assosiert med gunstige varianter, seleksjonssignaler og kandidatgener vil i stor grad bidra i fremtiden, spesielt til å forbedre utbyttet, frøkvaliteten, oljeinnholdet og tilpasningsevnen til denne nylige allopolyploide avlingen og dens slektninger.
Henvisning
Resekvensering av hele genomet avslører Brassica napus opprinnelse og genetiske loki involvert i forbedringen[J].Naturkommunikasjon, 2019, 10(1).
Nyheter og høydepunkter tar sikte på å dele de siste vellykkede tilfellene med Biomarker Technologies, fange nye vitenskapelige prestasjoner samt fremtredende teknikker brukt under studien.
Innleggstid: Jan-05-2022