GWAS
Otsikko: Koko genomin uudelleensekvensointi paljastaa Brassica napuksen alkuperän ja geneettiset lokukset, jotka osallistuvat sen parantamiseen
Päiväkirja: Luontoviestintä
NGS |WGS |Sekvensoidaan uudelleen |GWAS |Transkriptio |RNAseq |Brassica napus |Evoluutio |Kesyttäminen
Tässä tutkimuksessa Biomarker Technologies tarjosi NGS-sekvensointipalveluita sekä teknistä tukea sekvensointitietojen bioinformatiikan analysointiin.
Tausta
Brassica napus(rypsi) on tärkeä öljykasvi ja erinomainen malli polyploidisten lajittelu-, evoluutio- ja valintaprosessien tutkimiseen.Vielä ei kuitenkaan tiedetä, olivatko luonnonvaraiset lajit tai kesyneet luovuttajat vanhempien esi- ja geenit, jotka vaikuttivat kesytykseen ja rapsin paranemiseen.
Materiaalit ja menetelmät
Materiaalit:588B. napusTähän tutkimukseen osallistui jäseniä, mukaan lukien 466 Aasiasta, 102 Euroopasta, 13 Pohjois-Amerikasta ja 7 Australiasta.Kasvutapatietojen perusteella nämä materiaalit jaettiin kolmeen ekotyyppiin;kevät (86 liittymistä), talvi (74 liittymistä) ja puolitalvi (428 liittymistä).
Jaksotus:Keskimäärin n.5× (vaihtelee 3,37× - 7,71×)
Sekvensointialusta:Illumina Hiseq 4000
Datan tuotanto:4,03 Tb puhdasta dataa
SNP-soitto:BWA + GATK.Saatiin 5 294 158 SNP:tä ja 1 307 151 InDeliä.
Tulokset
B. napuksen alkuperä
B. napusAligenomi kehittyi eurooppalaisen nauris esi-isästä.Geenivirtatapahtuma Euroopan naurisiltaB. napus Subgenomi tapahtui ~ 106–1170 vuotta sitten.B. napusC-subgenomi on saattanut kehittyä näiden sukujen yhteisestä esi-isästä.Esi-isäB. napuseronnut neljän B. oleracea -alalajin yhteisestä esi-isästä, johon on viime aikoina virtautunut geeniB. napus~108–898 vuotta sitten.B. napusC-aligenomilla on monimutkaisempi alkuperä kuin A-alagenomilla.Vahva pullonkaula kehittyi molemmissa kahdessa alagenomissa aikanaB. napusevoluutio.Talvi ja puolitalviB. napusekotyypit erosivat ~60 vuotta sitten, kun taas talvi ja kevätB. napuserosivat ~416 vuotta sitten, ja öljysiementen ja ei-öljysiementenB. napuserosi ~277 vuotta sitten.
Kuva 2 588 B. napus -liiton ja 199 B. rapa -liitoksen populaatiorakenne.
Kuva 3 588 B. napus -tartuntojen ja 119 B. oleracea -tartuntojen populaatiorakenne
Valintasignaalit ja genominlaajuiset assosiaatiotutkimukset.
Ensimmäisen parantamisvaiheen (FSI) aikana B. napuksen C-alagenomissa menetettiin enemmän geneettistä monimuotoisuutta kuin A-alagenomissa.FSI:n aikana tapahtui vähemmän geneettistä erilaistumista kuin parannusvaiheen (SSI) aikana.Geenit SSI-valinnan signaalialueilla rikastuivat stressinsietokyvyn, kehityksen ja aineenvaihduntareittien suhteen.Tunnistettiin 60 lokusta, jotka liittyivät merkitsevästi 10 kohdeominaisuuteen, joista 5 liittyi siementen satoon, 3 silikkipituuteen, 4 öljypitoisuuteen ja 48 siementen laatuun.
Kuva 4 Genominlaajuinen skannaus ja valittujen alueiden merkinnät B. napuksen SSI:n aikana
Transkriptioanalyysi
RNAseq-tiedot 11 kudoksesta korkean öljypitoisuuden ja kaksinkertaisesti alhaisen lajikkeen ja alhaisen öljypitoisuuden ja kaksinkertaisesti korkean lajikkeen tunnistetuista geenistä, jotka liittyvät glukosinolaatin biosynteesiprosessiin, olivat merkittävästi yliedustettuina.
Kuva 5 Yleiskatsaus kukinta-ajan säätelyyn B. napuksen ekotyyppiparannuksen valinnassa
Keskustelu
Tämä tutkimus tarjosi arvokkaan resurssin alkuperän ja parannushistorian ymmärtämiseenB. napusja helpottaa tärkeiden agronomisten monimutkaisten piirteiden geneettisten perusteiden erottamista.Suotuisiin variantteihin, valintasignaaleihin ja ehdokasgeeneihin liittyvät merkittävät SNP:t vaikuttavat suurelta osin tulevaisuudessa, erityisesti tämän viimeaikaisen allopolyploidisen sadon ja sen sukulaisten sadon, siementen laadun, öljypitoisuuden ja sopeutumiskyvyn parantamisessa.
Viite
Koko genomin uudelleensekvensointi paljastaa Brassica napuksen alkuperän ja sen parantamiseen osallistuvat geneettiset lokukset [J].Luontoviestintä, 2019, 10(1).
Uutisia ja kohokohtia Tavoitteena on jakaa uusimmat onnistuneet tapaukset Biomarker Technologiesin kanssa, vangita uusia tieteellisiä saavutuksia sekä tutkimuksen aikana käytettyjä merkittäviä tekniikoita.
Postitusaika: 05.01.2022