GWAS
Titlu: Resecvențierea întregului genom dezvăluie originea Brassica napus și loci genetici implicați în îmbunătățirea acestuia
Jurnal: Comunicarea naturii
NGS |WGS |Resecvențierea |GWAS |Transcriptom |ARNseq |Brassica napus |Evolutie |Domesticire
În acest studiu, Biomarker Technologies a oferit servicii privind secvențierea NGS, precum și suport tehnic pentru analiza bioinformatică a datelor de secvențiere.
fundal
Brassica napus(rapița) este o cultură importantă de semințe oleaginoase și un model excelent pentru investigarea proceselor de speciație, evoluție și selecție poliploide.Cu toate acestea, dacă speciile sălbatice sau donatorii domestici au fost progenitori parentali și genele care au contribuit la domesticirea și îmbunătățirea semințelor de rapiță sunt încă necunoscute.
Materiale și metode
Materiale:588B. napusaderările au fost implicate în acest studiu, inclusiv 466 din Asia, 102 din Europa, 13 din America de Nord și 7 din Australia.Pe baza înregistrărilor obiceiurilor de creștere, aceste materiale au fost împărțite în trei ecotipuri;primăvară (86 accesări), iarnă (74 accesări) și semi-iarnă (428 accesări).
Secvențiere:În medie aprox.5× (de la 3,37× la 7,71×)
Platformă de secvențiere:Illumina Hiseq 4000
Producerea datelor:4,03 Tb date curate
Apel SNP:BWA + GATK.S-au obținut 5.294.158 SNP și 1.307.151 InDels.
Rezultate
Originea B. napus
B. napusUn subgenom a evoluat din strămoșul napului european.Un eveniment de flux de gene de la napul european laB. napus Un subgenom a apărut în urmă cu aproximativ 106–1170 de ani.B. napusSubgenomul C ar fi putut evolua din strămoșul comun al acestor linii.Strămoșul luiB. napusdespărțit de strămoșul comun a patru subspecii B. oleracea, cu flux recent de gene înB. napus~108–898 de ani în urmă.B. napusSubgenomul C are o origine mai complexă decât Subgenomul A.Un blocaj puternic s-a dezvoltat în ambii doi subgenomi în timpulB. napusevoluţie.Iarna și semi-iarnaB. napusecotipurile s-au diferențiat în urmă cu aproximativ 60 de ani, în timp ce iarna și primăvaraB. napuss-au separat cu ~416 ani în urmă, iar semințe oleaginoase și neoleaginoaseB. napuss-au divergent cu ~277 de ani în urmă.
Fig. 2 Structura populației a 588 de accesări de B. napus și 199 de accesări de B. rapa.
Fig. 3 Structura populației a 588 de accesări de B. napus și 119 de accesări de B. oleracea
Semnale de selecție și studii de asociere la nivelul genomului.
În timpul primei etape de îmbunătățire (FSI), s-a pierdut mai multă diversitate genetică în subgenomul B. napus C decât în subgenomul A.Mai puțină diferențiere genetică a avut loc în timpul FSI decât în timpul celei de-a doua etape de îmbunătățire (SSI).Genele din regiunile semnal de selecție SSI au fost îmbogățite în toleranță la stres, dezvoltare și căi metabolice.Au fost identificate 60 de loci asociate semnificativ cu 10 trăsături țintă, inclusiv 5 legate de randamentul semințelor, 3 la lungimea silicului, 4 la conținutul de ulei și 48 la calitatea semințelor.
Fig. 4 Scanarea la nivelul genomului și adnotările regiunilor selectate în timpul SSI al B. napus
Analiza transcriptomului
Datele ARNseq a 11 țesuturi dintr-un soi cu conținut ridicat de ulei și un soi dublu-scăzut și un soi cu conținut scăzut de ulei și un soi dublu ridicat au identificat gene legate de procesul de biosinteză a glucozinolatului au fost semnificativ suprareprezentate.
Fig. 5 Privire de ansamblu asupra reglării timpului de înflorire prin selecția îmbunătățirii ecotipului B. napus
Discuţie
Acest studiu a oferit o resursă valoroasă pentru înțelegerea originii și a istoriei îmbunătățiriiB. napusși va facilita disecția bazelor genetice ale trăsăturilor complexe agronomice importante.SNP-urile semnificative asociate cu variante favorabile, semnale de selecție și gene candidate vor contribui în mare măsură în viitor, în special la îmbunătățirea randamentului, calității semințelor, conținutului de ulei și adaptabilității acestei culturi alopoliploide recente și a rudelor sale.
Referinţă
Resecvențierea întregului genom dezvăluie originea Brassica napus și loci genetici implicați în îmbunătățirea acestuia [J].Comunicarea naturii, 2019, 10(1).
Știri și Repere își propune să împărtășească cele mai recente cazuri de succes cu Biomarker Technologies, surprinzând realizări științifice noi, precum și tehnici proeminente aplicate în timpul studiului.
Ora postării: 05-ian-2022