ԳԵՆՈՄԻ ԷՎՈԼՈՒՑԻԱ
բնության գենետիկա
Բարձրորակ գենոմային հավաքույթն ընդգծում է տարեկանի գենոմային բնութագրերը և ագրոնոմիկ կարևոր գեները
PacBio |Illumina |Bionano օպտիկական քարտեզ |Hi-C գենոմի հավաքում |Գենետիկական քարտեզ |Ընտրովի ավլումներ |RNA-Seq |ISO-seq |SLAF-հաջ
Biomarker Technologies-ը տեխնիկական աջակցություն է տրամադրել Pacbio-ի հաջորդականացման, Hi-C հաջորդականության և տվյալների վերլուծության վերաբերյալ այս ուսումնասիրության մեջ:
Առանձնահատկություններ
1. Ստացվել է քրոմոսոմային մակարդակի առաջին բարձրորակ տարեկանի գենոմը, որն ունի մեկ քրոմոսոմի չափս ավելի քան 1 Գբ:
2. Համեմատած Tu, Aet և Hv գենոմի հետ, տարեկանի գենոմում նկատվել է LTR-RT եզակի իրադարձություն, որը պատասխանատու էր տարեկանի գենոմի չափի ընդլայնման համար:
3. Տարեկանի և դիպլոիդ ցորենի միջև տարբերությունը տեղի է ունեցել գարու ցորենից բաժանվելուց հետո, ընդ որում երկու իրադարձությունների համար շեղման ժամանակները կազմում են մոտավորապես 9,6 և 15 MYA:
FT գեների ֆոսֆորիլացումը կարող է վերահսկել տարեկանի վաղ վերնագրի հատկանիշը:
4. Ընտրովի մաքրման վերլուծությունը ցույց է տալիս ScID1-ի հնարավոր ներգրավվածությունը վերնագրի ամսաթվի կարգավորմանը և դրա հավանական ընտրությունը տարեկանի ընտելացման միջոցով:
Նախապատմություն
Նախապատմություն
Տարեկանը արժեքավոր պարենային և կերային մշակաբույս է, կարևոր գենետիկ ռեսուրս ցորենի և տրիտիկալի բարելավման համար և անփոխարինելի նյութ խոտերի համեմատական գենոմիկայի արդյունավետ ուսումնասիրությունների համար:Վինինգ աշորան, վաղ ծաղկող սորտը, որը մշակվում է Չինաստանում, աչքի է ընկնում իր լայն սպեկտրով դիմադրությամբ թե՛ փոշոտ բորբոսին, թե՛ շերտավոր ժանգին:Հասկանալու համար տարեկանի էլիտային հատկանիշների գենետիկական և մոլեկուլային հիմքերը և նպաստելու տարեկանի և հարակից մշակաբույսերի գենոմային և բուծման ուսումնասիրություններին, մենք այստեղ դասավորեցինք և վերլուծեցինք Վայնինգ տարեկանի գենոմը:
Ձեռքբերումներ
Տարեկանի գենոմ
Տարեկանի գենոմը կառուցվել է PacBio SMRT ընթերցումների, Illumina-ի կարճ ընթերցման հաջորդականության, ինչպես նաև քրոմատինի կոնֆորմացիայի հավաքման (Hi-C), գենետիկական քարտեզագրման և BioNano վերլուծության միջոցով:Հավաքված կոնտիգները (7,74 Գբ) կազմում էին գենոմի գնահատված չափի 98,47%-ը (7,86 Գբ), ընդ որում 93,67%-ը (7,25 Գբ) վերագրված էր յոթ քրոմոսոմներին:Կրկնվող տարրերը կազմում էին հավաքված գենոմի 90,31%-ը:
Տարեկանի գենոմ
Գենետիկական կապի քարտեզ (WJ) մշակվել է 295 F2 բույսերի միջոցով, որոնք ստացվել են երկու տարեկանի լանդշաֆտի խաչմերուկից (Վայնինգ × Ջինչժոու)
Hi-C կոնտակտային քարտեզ յոթ հավաքված Weining տարեկանի քրոմոսոմների (1R – 7R)
Վայնինգ տարեկանի յոթ հավաքված քրոմոսոմների և տարեկանի յոթ կապող խմբերի միջև հավասարեցումը մշակվել է Lo7 x Lo255 RIL պոպուլյացիայի միջոցով
Տարեկանի գենոմի LTR ժողովի ինդեքսի (LAI) արժեքը պարզվել է, որ 18,42 է, և 1,393 (96,74%) 1,440 բարձր պահպանված BUSCO գեներից բացահայտվել են: Այս արդյունքները ցույց են տալիս, որ Վայնինգ տարեկանի գենոմի հաջորդականությունը բարձր որակի է և միջգենային: և գենետիկ շրջաններ։Ընդհանուր առմամբ կանխատեսվել է 86,991 սպիտակուցը կոդավորող գեն, ներառյալ 45,596 բարձր վստահության (HC) գեներ և 41,395 ցածր վստահության գեներ (LC) գեներ:
2. TE-ների վերլուծություն
TE-ների վերլուծություն.Ընդհանուր 6,99 Գբ, որը ներկայացնում է Weining հավաքի 90,31%-ը, նշվել է որպես TE-ներ, որոնք ներառում են 537 ընտանիքներին պատկանող 2,671,941 տարր:Այս TE պարունակությունը ակնհայտորեն ավելի բարձր էր, քան նախկինում հաղորդված Ta (84.70%), Tu (81.42%), Aet (84.40%), WEW (82.20%) կամ Hv (80.80%) համար:Երկար տերմինալ կրկնվող ռետրոտրանսպոզոնները (LTR-RTs), ներառյալ Gypsy, Copia և չդասակարգված RT տարրերը, գերիշխող TE-ներն էին, և 1 զբաղեցրեցին ծանոթագրված TE պարունակության 84,49%-ը և հավաքված Վայնինգի գենոմի 76,29%-ը;CACTA ԴՆԹ-ի տրանսպոզոնները երկրորդ ամենաառատ TE-ներն էին, որոնք կազմում էին ծանոթագրված TE պարունակության 11,68%-ը և հավաքված Վայնինգի գենոմի 10,55%-ը:
Տարեկանի տրանսպոզոնային տարրերի վերլուծություն
Վինինգ տարեկանի համեմատաբար բարձր մասնաբաժինն է եղել LTR-RT-ների վերջին ներդիրումներով, որոնց ուժեղացման գագաթնակետը հայտնվել է մոտ 0,5 միլիոն տարի առաջ (MYA), որն ամենավերջինն էր չորս տեսակների մեջ;մյուս գագաթնակետը, որը տեղի է ունեցել մոտավորապես 1.7 MYA-ով, ավելի հին էր և նկատվում էր նաև գարու մեջ:Գերընտանիքի մակարդակում հայտնաբերվել են Copia տարրերի շատ վերջերս պոռթկումներ Weining rye-ում 0,3 MYA-ով, մինչդեռ Gypsy RT-ների ուժեղացումները գերակշռում են ձևավորել LTR-RT պոռթկման դինամիկայի երկմոդալ բաշխման օրինաչափությունը:
3. Տարեկանի գենոմի էվոլյուցիայի և քրոմոսոմների սինթենիայի հետազոտություն
Տարեկանի և դիպլոիդ ցորենի միջև տարբերությունը տեղի է ունեցել գարու ցորենից բաժանումից հետո, ընդ որում երկու իրադարձությունների համար շեղման ժամանակները համապատասխանաբար կազմում են մոտավորապես 9.6 և 15 MYA:1R, 2R, 3R-ն ամբողջությամբ համակցված էին ցորենի 1, 2 և 3 խմբերի քրոմոսոմների հետ, համապատասխանաբար:4R, 5R, 6R, 7R հայտնաբերվել են լայնածավալ միաձուլումներ և հատվածներ:
4. Գենային կրկնօրինակումների վերլուծություն և դրանց ազդեցությունը օսլայի կենսասինթեզի գեների վրա
Հատկանշական է, որ Weining աշորայի հաջորդաբար կրկնվող գեների (TDGs) և proximally duplicated գեների (PDGs) թիվը երկուսն էլ ավելի մեծ էին, քան հայտնաբերվածները Tu, Aet, Hv, Bd և Os-ի համար:Փոխադրված կրկնօրինակված գեները (TrDGs) նույնպես ավելի շատ էին, քան հատուկ հայտնաբերվածները Tu-ի և Aet-ի համար:Տարեկանի գենոմի ընդլայնումը ուղեկցվում է գենային կրկնօրինակումների ավելի մեծ թվով:Աշորայի մեջ TE-ի աճը կարող է հանգեցրել TrDG-ների քանակի բարձրացման:
Տարեկանի գենոմի էվոլյուցիոն և քրոմոսոմային սինթենի վերլուծություն
Տարեկանի գեների կրկնօրինակումների վերլուծություն և դրանց ազդեցությունը օսլայի կենսասինթեզի հետ կապված գեների (SBRGs) բազմազանության վրա
5. Տարեկանի սերմերի պահպանման սպիտակուցի (SSP) գենային տեղաբաշխման դիսեկցիա
Չորս քրոմոսոմային տեղամասեր (Sec-1-ից Sec-4), որոնք նշում են տարեկանի SSP-ները, հայտնաբերվել են 1R կամ 2R-ի վրա:α-գլիադինի գեները միայն վերջերս են ձևավորվել ցորենի և սերտորեն կապված տեսակների մեջ՝ ցորենի տարանջատումից հետո:
6. Տրանսկրիպցիոն գործոնի (TF) և հիվանդությունների դիմադրության գեների հետազոտություն
Տարեկանի սեկալինի տեղանքների վերլուծություն
Աշորան ուներ ավելի շատ հիվանդությունների դիմադրության հետ կապված (DRA) գեներ (1,989, լրացուցիչ տվյալներ 3), քան Tu (1,621), Aet (1,758), Hv (1,508), Bd (1,178), Os (1,575) և A (1,836): Սովորական ցորենի B (1728) և D (1888) ենթագենոմները։
7. Վաղ վերնագրի հատկանիշի հետ կապված գենային արտահայտման առանձնահատկությունների ուսումնասիրություն
Երկար օրվա պայմաններում համեմատաբար բարձր արտահայտվածությամբ երկու FT գեներ՝ ScFT1 և ScFT2, նշվել են Weining գենոմի հավաքման մեջ:Հայտնաբերվել է, որ ScFT2 (S76 և T132) ֆոսֆորիլացման երկու ամինաթթուների մնացորդներ կապված են ժամանակի վերահսկման հետ
Զարգացման և գենային արտահայտման առանձնահատկությունները կապված են Վայնինգ տարեկանի վաղ վերնագրի հատկանիշի հետ
8. Քրոմոսոմային շրջանների և տեղանքների արդյունահանում, որոնք պոտենցիալ ներգրավված են տարեկանի ընտելացման մեջ
Ընդհանուր առմամբ 123,647 SNP-ներ են օգտագործվել աճեցված տարեկանի և S. vavilovii-ի միջև սելեկտիվ մաքրման վերլուծություն իրականացնելու համար:11 ընտրովի մաքրման ազդանշաններ, որոնք բացահայտված են կրճատման ինդեքսով (DRI), ամրագրման ինդեքսով (FST) և XP-CLR մեթոդով:Հայտնաբերվել է, որ ScID1-ը հնարավոր է մասնակցություն վերնագրի ամսաթվի կարգավորմանը:
Տարեկանի ընտելացման հետ պոտենցիալ առնչվող քրոմոսոմային շրջանների և տեղանքների նույնականացում և վերլուծություն
Հղում
Li GW et al.Բարձրորակ գենոմի հավաքը ընդգծում է տարեկանի գենոմային բնութագրերը և ագրոնոմիկ կարևոր գեները:Բնության գենետիկա (2021)
Նորություններ և կարևոր իրադարձություններ նպատակն է կիսել վերջին հաջողված դեպքերը Biomarker Technologies-ի հետ՝ ֆիքսելով նոր գիտական ձեռքբերումները, ինչպես նաև ուսումնասիրության ընթացքում կիրառվող նշանավոր տեխնիկան:
Հրապարակման ժամանակը՝ Հունվար-05-2022