GWAS
Naslov: Ponovno zaporedje celotnega genoma razkriva izvor Brassica napus in genetske lokuse, ki sodelujejo pri njegovem izboljšanju
dnevnik: Nature Communications
NGS |WGS |Ponovno zaporedje |GWAS |Transkriptom |RNAseq |Brassica napus |Evolucija |Udomačitev
V tej študiji je Biomarker Technologies zagotovil storitve za določanje zaporedja NGS ter tehnično podporo za analizo bioinformatike podatkov o zaporedju.
Ozadje
Brassica napus(ogrščica) je pomembna oljnica in odličen model za raziskovanje procesov poliploidne speciacije, evolucije in selekcije.Še vedno pa ni znano, ali so bile divje vrste ali udomačeni darovalci starševski predniki in geni, ki so prispevali k udomačevanju in izboljšanju ogrščice.
Materiali in metode
Materiali:588B. napusv to študijo so bili vključeni pristopi, vključno s 466 iz Azije, 102 iz Evrope, 13 iz Severne Amerike in 7 iz Avstralije.Na podlagi zapisov o rastnih navadah so bili ti materiali razdeljeni v tri ekotipe;spomladanska (86 akcesij), zimska (74 akcesij) in polzimska (428 akcesij).
Zaporedje:V povprečju cca.5× (v razponu od 3,37× do 7,71×)
Platforma za zaporedje:Illumina Hiseq 4000
Proizvodnja podatkov:4,03 Tb čistih podatkov
SNP kliče:BWA + GATK.Dobili smo 5.294.158 SNP in 1.307.151 InDel.
Rezultati
Izvor B. napus
B. napusSubgenom se je razvil iz prednika evropske repe.Dogodek pretoka genov od evropske repe doB. napus Subgenom se je pojavil pred približno 106–1170 leti.B. napusPodgenom C se je morda razvil iz skupnega prednika teh linij.Prednik odB. napusločen od skupnega prednika štirih podvrst B. oleracea, z nedavnim pretokom genov vB. napuspred ~108–898 leti.B. napusPodgenom C ima bolj zapleten izvor kot podgenom A.Med tem se je v obeh podgenomih razvilo močno ozko grloB. napusevolucija.Zimski in polzimskiB. napusekotipa sta se ločila pred približno 60 leti, medtem ko sta se zimski in spomladanskiB. napusrazhajala pred približno 416 leti ter oljna in neoljna semenaB. napusrazšla pred ~277 leti.
Slika 2 Struktura populacije 588 akcesij B. napus in 199 akcesij B. rapa.
Slika 3 Struktura populacije 588 akcesij B. napus in 119 akcesij B. oleracea
Selektivni signali in študije povezav celotnega genoma.
Med prvo stopnjo izboljšanja (FSI) se je v podgenomu C B. napus izgubila več genetske raznolikosti kot v podgenomu A.Med FSI je prišlo do manjše genetske diferenciacije kot med drugo stopnjo izboljšanja (SSI).Geni v signalnih regijah izbire SSI so bili obogateni s toleranco na stres, razvojnimi in presnovnimi potmi.Identificiranih je bilo 60 lokusov, pomembno povezanih z 10 ciljnimi lastnostmi, vključno s 5 povezanimi z donosom semena, 3 z dolžino silika, 4 z vsebnostjo olja in 48 s kakovostjo semena.
Slika 4 Skeniranje celotnega genoma in opombe izbranih regij med SSI B. napus
Analiza transkriptoma
Podatki RNAseq za 11 tkiv iz sorte z visoko vsebnostjo olja in dvojno nizko ter kultivarja z nizko vsebnostjo olja in dvojno visoko identificirani geni, povezani s postopkom biosinteze glukozinolata, so bili znatno preveč zastopani.
Slika 5 Pregled regulacije časa cvetenja pri izbiri izboljšave ekotipa B. napus
Diskusija
Ta študija je zagotovila dragocen vir za razumevanje izvora in zgodovine izboljšavB. napusin bo olajšal razčlenitev genetskih osnov pomembnih agronomskih kompleksnih lastnosti.Pomembni SNP-ji, povezani z ugodnimi različicami, selekcijskimi signali in kandidatnimi geni, bodo v prihodnosti v veliki meri prispevali, zlasti pri izboljšanju donosa, kakovosti semen, vsebnosti olja in prilagodljivosti tega nedavnega alopoliploidnega pridelka in njegovih sorodnikov.
Referenca
Ponovno zaporedje celotnega genoma razkriva izvor Brassica napus in genetske lokuse, ki sodelujejo pri njegovem izboljšanju [J].Nature Communications, 2019, 10(1).
Novice in poudarki želi deliti najnovejše uspešne primere z Biomarker Technologies, zajeti nove znanstvene dosežke in vidne tehnike, uporabljene med študijo.
Čas objave: 5. januarja 2022