GWAS
Titel: Helgenomsekvensering avslöjar Brassica napus ursprung och genetiska platser som är involverade i dess förbättring
Tidning: Naturkommunikation
NGS |WGS |Återsekvensering |GWAS |Transkriptom |RNAseq |Brassica napus |Evolution |Domesticering
I denna studie tillhandahöll Biomarker Technologies tjänster för NGS-sekvensering, samt tekniskt stöd för bioinformatikanalys av sekvenseringsdata.
Bakgrund
Brassica napus(raps) är en viktig oljegröda och en utmärkt modell för att undersöka processer för polyploid artbildning, evolution och urval.Men huruvida vilda arter eller domesticerade donatorer var föräldrafader och gener som bidrog till domesticering och förbättring av raps är fortfarande okänt.
Material och metoder
Material:588B. napusanslutningar var involverade i denna studie, inklusive 466 från Asien, 102 från Europa, 13 från Nordamerika och 7 från Australien.Baserat på tillväxtvanor, delades dessa material in i tre ekotyper;vår (86 anslutningar), vinter (74 anslutningar) och halvvinter (428 anslutningar).
Sekvensering:I snitt ca.5× (från 3,37× till 7,71×)
Sekvenseringsplattform:Illumina Hiseq 4000
Dataproduktion:4,03 Tb ren data
SNP ringer:BWA + GATK.5 294 158 SNP och 1 307 151 InDels erhölls.
Resultat
B. napus ursprung
B. napusEtt subgenom utvecklades från den europeiska rovans förfader.En genflödeshändelse från europeisk kålrot tillB. napus Ett subgenom uppstod för ~106–1170 år sedan.B. napusC-subgenomet kan ha utvecklats från den gemensamma förfadern till dessa linjer.Förfadern tillB. napusdelad från den gemensamma förfadern till fyra B. oleracea-underarter, med nya genflöden in iB. napus~108–898 år sedan.B. napusC-subgenom har ett mer komplext ursprung än A-subgenom.En stark flaskhals utvecklades i båda två subgenomen underB. napusEvolution.Vintern och halvvinternB. napusekotyper skiljde sig för ~60 år sedan, medan vintern och vårenB. napusdivergerade för ~416 år sedan, och oljefrö och icke-oljefröB. napusavvikit för ~277 år sedan.
Fig. 2 Befolkningsstruktur av 588 B. napus-accessioner och 199 av B. rapa-accessioner.
Fig. 3 Befolkningsstruktur för 588 B. napus-accessioner och 119 av B. oleracea-accessioner
Urvalssignaler och genomomfattande associationsstudier.
Under det första förbättringsstadiet (FSI) förlorades mer genetisk mångfald i B. napus C-subgenomet än i A-subgenomet.Mindre genetisk differentiering inträffade under FSI än under det andra förbättringsstadiet (SSI).Gener i SSI-selektionssignalregioner berikades i stresstolerans, utveckling och metabola vägar.60 loci signifikant associerade med 10 målegenskaper, inklusive 5 relaterade till fröutbyte, 3 till kisellängd, 4 till oljeinnehåll och 48 till frökvalitet identifierades.
Fig. 4 Genomomfattande skanning och anteckningar av utvalda regioner under SSI av B. napus
Transkriptomanalys
RNAseq-data från 11 vävnader från en sort med högt oljeinnehåll och dubbelt lågt innehåll och en kultivar med lågt innehåll och dubbelt högt innehåll, identifierade gener relaterade till biosyntetisk process för glukosinolat var signifikant överrepresenterade.
Fig. 5 Översikt över reglering av blomningstid under urvalet av ekotypförbättringen av B. napus
Diskussion
Denna studie gav en värdefull resurs för att förstå ursprunget och förbättringshistoriken förB. napusoch kommer att underlätta dissektionen av de genetiska baserna för viktiga agronomiska komplexa egenskaper.De betydande SNP:er som är förknippade med gynnsamma varianter, selektionssignaler och kandidatgener kommer till stor del att bidra i framtiden, särskilt för att förbättra avkastningen, frökvaliteten, oljeinnehållet och anpassningsförmågan hos denna nya allopolyploida gröda och dess släktingar.
Referens
Helgenomsekvensering avslöjar Brassica napus ursprung och genetiska loci som är involverade i dess förbättring[J].Naturkommunikation, 2019, 10(1).
Nyheter och höjdpunkter syftar till att dela de senaste framgångsrika fallen med Biomarker Technologies, fånga nya vetenskapliga landvinningar såväl som framstående tekniker som tillämpas under studien.
Posttid: 2022-05-05