GWAS는 유채에서 스트레스 내성, 오일 함량, 종자 품질 및 생태형 개선과 관련된 유전자를 확인했습니다.

GWAS

제목: 전체 게놈 재배열을 통해 브라시카 나푸스(Brassica napus) 기원 및 개선에 관련된 유전자좌가 밝혀졌습니다.

신문: 네이처커뮤니케이션즈

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본 연구에서 Biomarker Technologies는 NGS 염기서열 분석에 대한 서비스를 제공하고 염기서열 분석 데이터에 대한 생물정보학 분석에 대한 기술 지원을 제공했습니다.

배경

브라시카 나푸스(유채)는 중요한 유지종자 작물이며 배수체 종분화, 진화 및 선택 과정을 조사하기 위한 훌륭한 모델입니다.그러나 야생 종이나 가축 기증자가 부모 조상인지 여부와 유채의 가축화 및 개량에 기여한 유전자는 아직 알려져 있지 않습니다.

재료 및 방법

재료:588B. 나푸스이 연구에는 아시아에서 466명, 유럽에서 102명, 북미에서 13명, 호주에서 7명 등의 회원이 참여했습니다.성장 습관 기록을 바탕으로 이러한 물질은 세 가지 생태형으로 분류되었습니다.봄(86회 가입), 겨울(74회 가입), 반겨울(428회 가입).

시퀀싱:평균 약.5×(3.37×~7.71× 범위)
시퀀싱 플랫폼:일루미나 Hiseq 4000
데이터 생산:4.03TB의 깨끗한 데이터

SNP 호출:BWA + GATK.5,294,158개의 SNP와 1,307,151개의 InDels를 얻었습니다.

결과

B. 나푸스의 유래

B. 나푸스하위게놈은 유럽 순무의 조상으로부터 진화되었습니다.유럽 순무에서 순무로의 유전자 흐름 이벤트B. 나푸s 하위 게놈은 약 106~1170년 전에 발생했습니다.B. 나푸스C 하위게놈은 이러한 계통의 공통 조상에서 진화했을 수 있습니다.의 조상B. 나푸스4개의 B. oleracea 아종의 공통 조상에서 분리되었으며, 최근의 유전자 흐름은 다음과 같습니다.B. 나푸스~108~898년 전.B. 나푸스C 하위게놈은 A 하위게놈보다 기원이 더 복잡합니다.두 하위 게놈 모두에서 강력한 병목 현상이 발생했습니다.B. 나푸스진화.겨울과 반겨울B. 나푸스생태형은 약 60년 전에 분기된 반면, 겨울과 봄B. 나푸스~416년 전에 갈라졌고, 유지종자와 비지방종자B. 나푸스~277년 전에 분기되었습니다.

그림 2 B. napus 588종과 B. rapa 199종의 개체군 구조.

그림 3 B. napus 588종과 B. oleracea 119종의 개체군 구조

선택 신호 및 게놈 전체 연관 연구.

첫 번째 개선 단계(FSI) 동안 A 하위 게놈보다 B. napus C 하위 게놈에서 더 많은 유전적 다양성이 손실되었습니다.두 번째 개선 단계(SSI)보다 FSI 동안 유전적 분화가 덜 발생했습니다.SSI 선택 신호 영역의 유전자는 스트레스 내성, 발달 및 대사 경로가 풍부했습니다.종자 수확량 관련 5개, 실리크 길이 관련 3개, 오일 함량 관련 4개, 종자 품질 관련 48개를 포함하여 10개 표적 특성과 유의미하게 연관된 60개 유전자좌가 확인되었습니다.

그림 4 B. napus의 SSI 동안 선택된 영역의 게놈 전체 스캐닝 및 주석

전사체 분석

고유분 및 이중 저 품종과 저유분 및 이중 고 품종의 11개 조직에 대한 RNAseq 데이터는 글루코시놀레이트 생합성 과정과 관련된 유전자를 확인하여 상당히 과도하게 표현되었습니다.

그림 5 B. napus 생태형 개선 선발에 따른 개화시기 조절 개요

논의

본 연구는 의 기원과 개량 이력을 이해하는 데 귀중한 자료를 제공했다.B. 나푸스중요한 농경학적 복합 형질의 유전적 기반 분석을 촉진할 것입니다.유리한 변종, 선택 신호 및 후보 유전자와 관련된 중요한 SNP는 미래에 크게 기여할 것이며, 특히 최근 이질배수체 작물과 그 친척의 수확량, 종자 품질, 오일 함량 및 적응성을 개선하는 데 크게 기여할 것입니다.