กวาส
หัวข้อ: การหาลำดับจีโนมทั้งหมดเผยให้เห็นต้นกำเนิดของ Brassica napus และตำแหน่งทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับการปรับปรุง
วารสาร: การสื่อสารธรรมชาติ
เอ็นจีเอส |WGS |การเรียงลำดับ |กวาส |การถอดเสียง |RNAseq |Brassica napus |วิวัฒนาการ |การเลี้ยงในบ้าน
ในการศึกษานี้ Biomarker Technologies ให้บริการเกี่ยวกับการจัดลำดับ NGS รวมถึงการสนับสนุนทางเทคนิคเกี่ยวกับการวิเคราะห์ชีวสารสนเทศศาสตร์เกี่ยวกับข้อมูลลำดับ
พื้นหลัง
กะหล่ำดอก(เรพซีด) เป็นพืชเมล็ดพืชน้ำมันที่สำคัญและเป็นแบบจำลองที่ดีเยี่ยมในการตรวจสอบกระบวนการระบุชนิด วิวัฒนาการ และการคัดเลือกโพลีพลอยด์อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าสายพันธุ์ป่าหรือผู้บริจาคในบ้านเป็นบรรพบุรุษของพ่อแม่และยีนที่มีส่วนช่วยในการเพาะเลี้ยงและปรับปรุงเมล็ดเรพซีดหรือไม่
วัสดุและวิธีการ
วัสดุ:588ข. napusภาคยานุวัติมีส่วนร่วมในการศึกษานี้ รวมถึง 466 คนจากเอเชีย 102 คนจากยุโรป 13 คนจากอเมริกาเหนือ และ 7 คนจากออสเตรเลียจากบันทึกพฤติกรรมการเจริญเติบโต วัสดุเหล่านี้ถูกแบ่งออกเป็นสามประเภท;ฤดูใบไม้ผลิ (86 ภาค) ฤดูหนาว (74 ภาค) และกึ่งฤดูหนาว (428 ภาค)
ลำดับ:เฉลี่ยประมาณ.5× (ตั้งแต่ 3.37× ถึง 7.71×)
แพลตฟอร์มลำดับ:อิลลูมินา ไฮเซค 4000
การผลิตข้อมูล:ข้อมูลสะอาด 4.03 Tb
การโทร SNP:BWA + GATKได้รับ SNP 5,294,158 รายการ และ InDels 1,307,151 รายการ
ผลลัพธ์
ต้นกำเนิดของบีนปัส
ข. napusจีโนมย่อยวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษของหัวผักกาดยุโรปเหตุการณ์การถ่ายทอดยีนจากหัวผักกาดยุโรปสู่บ.นภจีโนมย่อยเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 106–1170 ปีที่แล้วข. napusจีโนมย่อย C อาจมีวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษร่วมกันของเชื้อสายเหล่านี้บรรพบุรุษของข. napusแยกจากบรรพบุรุษร่วมกันของชนิดย่อย B. oleracea สี่ชนิด โดยมียีนล่าสุดไหลเข้ามาข. napusประมาณ 108–898 ปีที่แล้วข. napusซับจีโนม C มีต้นกำเนิดที่ซับซ้อนมากกว่าซับจีโนม Aคอขวดที่แข็งแกร่งพัฒนาขึ้นในทั้งสองจีโนมย่อยในระหว่างนั้นข. napusวิวัฒนาการ.ฤดูหนาวและกึ่งฤดูหนาวข. napusสายพันธุ์ที่แตกต่างกันเมื่อประมาณ 60 ปีที่แล้ว ในขณะที่ฤดูหนาวและฤดูใบไม้ผลิข. napusแยกจากกันเมื่อประมาณ 416 ปีที่แล้ว ทั้งเมล็ดพืชน้ำมันและไม่ใช่เมล็ดพืชน้ำมันข. napusแยกทางกันเมื่อประมาณ 277 ปีที่แล้ว
รูปที่ 2 โครงสร้างประชากรของภาคยานุวัติ B. napus 588 ตัว และเชื้อ B. rapa 199 ตัว
ภาพที่ 3 โครงสร้างประชากรของเชื้อ B. napus 588 ตัว และเชื้อ B. oleracea 119 ตัว
สัญญาณการคัดเลือกและการศึกษาความสัมพันธ์ทั่วทั้งจีโนม
ในระหว่างระยะแรกของการปรับปรุง (FSI) ความหลากหลายทางพันธุกรรมหายไปในจีโนมย่อย B. napus C มากกว่าในจีโนมย่อย Aความแตกต่างทางพันธุกรรมเกิดขึ้นระหว่าง FSI น้อยกว่าในระหว่างการปรับปรุงระยะที่สอง (SSI)ยีนในภูมิภาคสัญญาณการเลือก SSI ได้รับการเสริมสมรรถนะในการทนต่อความเครียด การพัฒนา และวิถีทางเมแทบอลิซึม60 ตำแหน่งมีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับลักษณะเป้าหมาย 10 ลักษณะ ซึ่งรวมถึง 5 ตำแหน่งที่เกี่ยวข้องกับผลผลิตเมล็ด ความยาวซิลิกา 3 ตำแหน่ง ปริมาณน้ำมัน 4 ตำแหน่ง และคุณภาพเมล็ด 48 ตำแหน่ง
รูปที่ 4 การสแกนทั่วทั้งจีโนมและคำอธิบายประกอบของบริเวณที่เลือกระหว่าง SSI ของ B. napus
การวิเคราะห์ถอดเสียง
ข้อมูล RNAseq ของเนื้อเยื่อ 11 ชนิดจากพันธุ์ที่มีน้ำมันสูงและพันธุ์ต่ำสองเท่าและพันธุ์ที่มีน้ำมันต่ำและพันธุ์สูงสองเท่าที่ระบุยีนที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์ทางชีวภาพของกลูโคซิโนเลตมีการนำเสนอมากเกินไปอย่างมีนัยสำคัญ
ภาพที่ 5 ภาพรวมการควบคุมเวลาออกดอกภายใต้การคัดเลือกการปรับปรุงพันธุ์ B. napus
การอภิปราย
การศึกษาครั้งนี้เป็นทรัพยากรที่มีคุณค่าสำหรับการทำความเข้าใจที่มาและประวัติการปรับปรุงของข. napusและจะอำนวยความสะดวกในการแยกฐานพันธุกรรมของลักษณะที่ซับซ้อนทางการเกษตรที่สำคัญSNP ที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับตัวแปรที่ดี สัญญาณการคัดเลือก และยีนของผู้สมัครจะมีส่วนช่วยอย่างมากในอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการปรับปรุงผลผลิต คุณภาพเมล็ด ปริมาณน้ำมัน และความสามารถในการปรับตัวของพืช allopolyploid ล่าสุดนี้และญาติของมัน
อ้างอิง
การหาลำดับจีโนมทั้งหมดเผยให้เห็นต้นกำเนิดของ Brassica napus และตำแหน่งทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับการปรับปรุง [J]การสื่อสารธรรมชาติ, 2019, 10(1).
ข่าวสารและไฮไลท์ มุ่งหวังที่จะแบ่งปันกรณีศึกษาที่ประสบความสำเร็จล่าสุดกับ Biomarker Technologies เพื่อรวบรวมความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ใหม่ๆ รวมถึงเทคนิคที่โดดเด่นที่นำไปใช้ในระหว่างการศึกษา
เวลาโพสต์: Jan-05-2022