GWAS
Tiêu đề: Việc sắp xếp lại toàn bộ bộ gen cho thấy nguồn gốc của Brassica napus và các locus di truyền liên quan đến sự cải thiện của nó
Tạp chí: Truyền thông thiên nhiên
NGS |WGS |Sắp xếp lại |GWAS |Phiên âm |RNAseq |Brassica napus |Tiến hóa |thuần hóa
Trong nghiên cứu này, Biomarker Technologies đã cung cấp Dịch vụ về giải trình tự NGS, cũng như hỗ trợ kỹ thuật về phân tích tin sinh học trên dữ liệu giải trình tự.
Lý lịch
cải bắp(hạt cải dầu) là một loại cây trồng hạt có dầu quan trọng và là mô hình tuyệt vời để nghiên cứu các quá trình hình thành, tiến hóa và chọn lọc đa bội.Tuy nhiên, liệu các loài hoang dã hay các loài hiến tặng đã được thuần hóa có phải là tổ tiên của bố mẹ và các gen góp phần vào việc thuần hóa và cải thiện hạt cải dầu vẫn chưa được biết rõ.
Nguyên liệu và phương pháp
Nguyên vật liệu:588B. ngủ trưacác quốc gia tham gia vào nghiên cứu này, bao gồm 466 người từ Châu Á, 102 người từ Châu Âu, 13 người từ Bắc Mỹ và 7 người từ Úc.Dựa trên hồ sơ về thói quen sinh trưởng, những vật liệu này được chia thành ba kiểu sinh thái;mùa xuân (86 đợt), mùa đông (74 đợt) và nửa mùa đông (428 đợt).
Trình tự:Tính trung bình khoảng5× (dao động từ 3,37× đến 7,71×)
Nền tảng tuần tự:Illumina Hiseq 4000
Sản xuất dữ liệu:Dữ liệu sạch 4,03 Tb
SNP gọi:BWA + GATK.Đã thu được 5.294.158 SNP và 1.307.151 InDels.
Kết quả
Nguồn gốc của B. napus
B. ngủ trưaMột gen con tiến hóa từ tổ tiên của củ cải châu Âu.Sự kiện dòng gen từ củ cải châu Âu tới củ cảiB. napus Một bộ gen con đã xuất hiện ~ 106–1170 năm trước.B. ngủ trưaTiểu gen C có thể đã tiến hóa từ tổ tiên chung của các dòng dõi này.Tổ tiên củaB. ngủ trưatách ra từ tổ tiên chung của bốn phân loài B. oleracea, với dòng gen gần đây vàoB. ngủ trưa~108–898 năm trước.B. ngủ trưaGen con C có nguồn gốc phức tạp hơn Subgenome A.Một nút thắt cổ chai mạnh mẽ đã phát triển ở cả hai bộ gen con trong quá trìnhB. ngủ trưasự tiến hóa.Mùa đông và nửa mùa đôngB. ngủ trưakiểu gen đã phân kỳ ~60 năm trước, trong khi mùa đông và mùa xuânB. ngủ trưatách ra ~ 416 năm trước, hạt có dầu và không có hạtB. ngủ trưađã phân kỳ ~277 năm trước.
Hình 2 Cơ cấu quần thể của 588 loài B. napus và 199 loài B. rapa.
Hình 3 Cơ cấu quần thể của 588 loài B. napus và 119 loài B. oleracea
Tín hiệu lựa chọn và nghiên cứu liên kết trên toàn bộ bộ gen.
Trong giai đoạn cải tiến đầu tiên (FSI), sự đa dạng di truyền bị mất đi ở hệ gen con B. napus C nhiều hơn ở gen con A.Sự khác biệt di truyền xảy ra trong FSI ít hơn so với giai đoạn cải tiến thứ hai (SSI).Các gen trong vùng tín hiệu chọn lọc SSI được cải thiện về khả năng chịu đựng căng thẳng, quá trình phát triển và trao đổi chất.60 locus liên quan đáng kể với 10 tính trạng mục tiêu, bao gồm 5 locus liên quan đến năng suất hạt, 3 liên quan đến chiều dài silique, 4 liên quan đến hàm lượng dầu và 48 liên quan đến chất lượng hạt giống đã được xác định.
Hình 4. Quét và chú thích trên toàn bộ bộ gen của các vùng được chọn trong SSI của B. napus
Phân tích phiên mã
Dữ liệu RNAseq của 11 mô từ giống có hàm lượng dầu cao và giống có hàm lượng dầu thấp gấp đôi và giống có hàm lượng dầu thấp và giống có hàm lượng dầu cao gấp đôi được xác định các gen liên quan đến quá trình sinh tổng hợp glucosinolate được thể hiện quá mức đáng kể.
Hình 5 Tổng quan về điều hòa thời gian ra hoa trong quá trình chọn lọc cải tiến kiểu gen của B. napus
Cuộc thảo luận
Nghiên cứu này cung cấp một nguồn thông tin có giá trị để hiểu được nguồn gốc và lịch sử cải tiến củaB. ngủ trưavà sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc mổ xẻ cơ sở di truyền của các tính trạng phức hợp nông học quan trọng.Các SNP quan trọng liên quan đến các biến thể thuận lợi, tín hiệu chọn lọc và gen ứng cử viên sẽ đóng góp phần lớn trong tương lai, đặc biệt là trong việc cải thiện năng suất, chất lượng hạt giống, hàm lượng dầu và khả năng thích ứng của cây trồng allopolyploid gần đây và họ hàng của nó.
Thẩm quyền giải quyết
Việc sắp xếp lại toàn bộ bộ gen cho thấy nguồn gốc của Brassica napus và các locus di truyền liên quan đến sự cải thiện của nó [J].Truyền thông thiên nhiên, 2019, 10(1).
Tin tức và điểm nổi bật nhằm mục đích chia sẻ những trường hợp thành công mới nhất với Biomarker Technologies, nắm bắt những thành tựu khoa học mới cũng như các kỹ thuật nổi bật được áp dụng trong quá trình nghiên cứu.
Thời gian đăng: Jan-05-2022