GENOM EVOLUTSIYASI
tabiat genetikasi
Yuqori sifatli genom yig'ilishi javdarning genomik xususiyatlarini va agronomik jihatdan muhim genlarni ta'kidlaydi
PacBio |Illumina |Bionano optik xaritasi |Hi-C Genom Assambleyasi |Genetika xaritasi |Tanlangan tozalash |RNK-Seq |ISO-seq |SLAF-seq
Biomarker Technologies ushbu tadqiqotda Pacbio sequencing, Hi-C sequencing va ma'lumotlarni tahlil qilish bo'yicha texnik yordam ko'rsatdi.
Eng muhimlar
1.Birinchi xromosoma darajasidagi yuqori sifatli Javdar genomi olindi, u bitta xromosoma hajmi 1 Gb dan katta.
2.Tu, Aet va Hv genomlari bilan solishtirganda, javdar genomida yaqinda noyob LTR-RT hodisalari kuzatildi, bu javdar genomi hajmining kengayishi uchun javobgar edi.
3. Javdar va diploid bug'doylar o'rtasidagi farq arpa bug'doydan ajratilgandan keyin sodir bo'ldi, bu ikki hodisa uchun divergentsiya vaqti taxminan 9,6 va 15 MYA ni tashkil etdi.
FT genlarining fosforillanishi javdarda erta sarlavha xususiyatini boshqarishi mumkin.
4. Selektiv tahlil tahlili ScID1 ning sarlavha sanasini tartibga solishda mumkin bo'lgan ishtirokini va uni javdarda xonakilashtirish orqali tanlanishi mumkinligini ko'rsatadi.
Fon
Fon
Javdar qimmatli oziq-ovqat va em-xashak ekini, bug'doy va tritikaleni yaxshilash uchun muhim genetik manba va o'tlarda samarali qiyosiy genomik tadqiqotlar uchun ajralmas materialdir.Xitoyda yetishtiriladigan vayning javdari, erta gullaydigan nav, chang chiriyotgan va chiziqli zangga qarshi keng spektrli qarshilik tufayli ajoyibdir.Javdar elita belgilarining genetik va molekulyar asoslarini tushunish va javdar va tegishli ekinlarda genomik va naslchilik tadqiqotlarini ilgari surish uchun biz bu erda Weining javdarining genomini ketma-ketlashtirdik va tahlil qildik.
Yutuqlar
Javdar genomi
Javdar genomi PacBio SMRT o'qishlari, qisqa muddatli Illumina sekvensiyasi, shuningdek, xromatin konformatsiyasini ushlash (Hi-C), genetik xaritalash va BioNano tahlillari yordamida tuzilgan.Yig'ilgan kontiglar (7,74 Gb) taxminiy genom hajmining (7,86 Gb) 98,47% ni tashkil etdi, kontiglarning 93,67% (7,25 Gb) etti xromosomaga tayinlangan.Takroriy elementlar yig'ilgan genomning 90,31% ni tashkil etdi.
Javdar genomi
Genetik bog'lanish xaritasi (WJ) ikkita javdar erlarining kesishishidan olingan 295 F2 o'simliklari yordamida ishlab chiqilgan (Weining × Jingzhou)
Yettita yig'ilgan Weining javdar xromosomalarining Hi-C aloqa xaritasi (1R - 7R)
Weining javdarining yettita yig'ilgan xromosomalari va Lo7 x Lo255 RIL populyatsiyasi yordamida ishlab chiqilgan etti javdar bog'lanish guruhi o'rtasidagi moslashuv
Javdar genomining LTR Assembly Index (LAI) qiymati 18,42 deb topildi va 1440 ta yuqori darajada saqlanib qolgan BUSCO genlaridan 1393 (96,74%) aniqlandi. Bu natijalar Weining javdar genom ketma-ketligi ikkala intergenikda ham yuqori sifatga ega ekanligini ko‘rsatadi. va genik hududlar.Jami 86 991 protein kodlovchi genlar, shu jumladan 45 596 ta yuqori ishonchli (HC) genlari va 41 395 ta past ishonchli genlar (LC) genlari bashorat qilingan.
2. TE larni tahlil qilish
TE ni tahlil qilish.Weining yig'ilishining 90,31% ni tashkil etuvchi jami 6,99 Gb TE sifatida izohlangan bo'lib, ular 537 oilaga tegishli 2 671 941 elementni o'z ichiga olgan.Ushbu TE tarkibi Ta (84,70%), Tu (81,42%), Aet (84,40%), WEW (82,20%) yoki Hv (80,80%) uchun ilgari xabar qilinganidan aniq yuqori edi.Gypsy, Copia va tasniflanmagan RT elementlarini o'z ichiga olgan uzoq muddatli takroriy retrotranspozonlar (LTR-RTs) dominant TE bo'lib, izohli TE tarkibining 84,49% va yig'ilgan Weining genomining 76,29% ni egallagan;CACTA DNK transpozonlari ikkinchi eng keng tarqalgan TE bo'lib, izohli TE tarkibining 11,68% va yig'ilgan Weining genomining 10,55% ni tashkil qiladi.
Javdarning transpozon elementlarini tahlil qilish
Vayning javdarida LTR-RTlarning yaqinda kiritilishi nisbatan yuqori ulushga ega bo'lib, kuchaytirilish cho'qqisi taxminan 0,5 million yil oldin paydo bo'lgan (MYA), bu to'rt tur orasida eng so'nggisi edi;boshqa cho'qqi, taxminan 1,7 MYA sodir bo'lgan, yoshi kattaroq bo'lgan va arpada ham kuzatilgan.Superfamila darajasida, Weining javdarida 0,3 MYA darajasida Copia elementlarining juda yaqinda portlashlari aniqlandi, shu bilan birga, lo'li RTlarining kuchaytirilishi LTR-RT portlash dinamikasining bimodal taqsimot modelini asosan shakllantirdi.
3. Javdar genomlari evolyutsiyasi va xromosoma sinteniyalarini tekshirish
Javdar va diploid bug'doylar o'rtasidagi farq arpa bug'doydan ajratilgandan so'ng sodir bo'ldi, bu ikki hodisa uchun divergentsiya vaqti mos ravishda taxminan 9,6 va 15 MYA.1R, 2R, 3R bug'doyning 1, 2 va 3-guruhlari xromosomalari bilan to'liq mos edi.4R, 5R, 6R, 7R keng ko'lamli birikmalar va segmentlar mavjudligi aniqlandi.
4. Genlarning duplikatsiyasini tahlil qilish va ularning kraxmal biosintezi genlariga ta'siri.
Ta'kidlash joizki, Weining javdarining tandemli dublikatlangan genlari (TDG) va proksimal ravishda takrorlangan genlar (PDG) soni Tu, Aet, Hv, Bd va Os uchun topilganidan yuqori edi.Transpoze qilingan takrorlangan genlar (TrDG) Tu va Aet uchun maxsus topilganlarga qaraganda ko'proq edi.Javdar genomining kengayishi genlarning ko'p takrorlanishi bilan birga keladi.Javdarda TE ning ko'payishi TrDG sonining ko'payishiga olib kelgan bo'lishi mumkin.
Javdar genomining evolyutsion va xromosoma sinteniyasi tahlillari
Javdar genlarining takrorlanishini tahlil qilish va ularning kraxmal biosintezi bilan bog'liq genlar (SBRG) xilma-xilligiga ta'siri.
5. Javdar urug'ini saqlash oqsili (SSP) gen lokuslarini ajratish
1R yoki 2R da javdar SSP larini belgilovchi to'rtta xromosoma lokusu (Sec-1 dan Sec-4) aniqlangan.a-gliadin genlari bug'doy va unga yaqin turlarda bug'doy javdardan ajralib chiqqanidan keyin faqat yaqinda paydo bo'lgan.
6. Transkripsiya omili (TF) va kasalliklarga chidamlilik genlarini tekshirish
Javdar sekalin lokuslarini tahlil qilish
Weining javdarida Tu (1621), Aet (1758), Hv (1508), Bd (1178), Os (1575) va A (1836) ga qaraganda ko'proq kasalliklarga chidamlilik (DRA) genlari (1989, qo'shimcha ma'lumotlar 3) mavjud edi. ), oddiy bug'doyning B (1,728) va D (1,888) subgenomlari.
7. Erta sarlavhali xususiyat bilan bog'liq bo'lgan genlarni ifodalash xususiyatlarini o'rganish
Uzoq kun sharoitida nisbatan yuqori ifodalangan ikkita FT genlari, ScFT1 va ScFT2, Weining genom yig'ilishida izohlangan.ScFT2 (S76 va T132) fosforillanishining ikkita aminokislota qoldig'i vaqtni nazorat qilishni kamaytirish bilan bog'liqligi aniqlandi.
Weining javdarining erta sarlavhali xususiyati bilan bog'liq rivojlanish va gen ekspressiyasi xususiyatlari
8. Javdarni xonakilashtirishda potentsial ishtirok etadigan xromosoma mintaqalari va lokuslarini qazib olish
Madaniy javdar va S. vavilovii o'rtasida selevtiv tahlilni o'tkazish uchun jami 123 647 SNP ishlatilgan.11 ta selektiv tozalash signallari kamaytirish indeksi (DRI), fiksatsiya indeksi (FST) va XP-CLR usuli bilan aniqlangan.ScID1 sarlavha sanasini tartibga solishda ishtirok etishi mumkinligi aniqlandi.
Javdarni xonakilashtirish bilan bog'liq bo'lishi mumkin bo'lgan xromosoma mintaqalari va lokuslarini aniqlash va tahlil qilish
Malumot
Li GW va boshqalar.Yuqori sifatli genom yig'ilishi javdarning genomik xususiyatlarini va agronomik jihatdan muhim genlarni ta'kidlaydi.Tabiat genetikasi (2021)
Yangiliklar va muhim voqealar Biomarker Technologies bilan so'nggi muvaffaqiyatli ishlarni baham ko'rish, yangi ilmiy yutuqlar va tadqiqot davomida qo'llaniladigan mashhur texnikalarni qo'lga kiritishni maqsad qilgan.
Yuborilgan vaqt: 2022 yil 05-yanvar