GWAS
Tytuł: Ponowne sekwencjonowanie całego genomu ujawnia pochodzenie Brassica napus i loci genetyczne zaangażowane w jego poprawę
Dziennik: Komunikacja przyrodnicza
NGS |WGS |Ponowna sekwencja |GWAS |Transkrypt |Sekwencja RNA |Brassica napus |Ewolucja |Udomowienie
W tym badaniu firma Biomarker Technologies świadczyła usługi w zakresie sekwencjonowania NGS, a także wsparcie techniczne w zakresie analizy bioinformatycznej danych sekwencjonowania.
Tło
Brassica napus(rzepak) jest ważną rośliną oleistą i doskonałym modelem do badania procesów specjacji, ewolucji i selekcji poliploidalnej.Jednak nadal nie wiadomo, czy dzikie gatunki, czy udomowieni dawcy byli przodkami rodziców, a geny, które przyczyniły się do udomowienia i ulepszenia rzepaku, są nadal nieznane.
Materiały i metody
Materiały:588B. napusW badaniu tym wzięło udział 466 państw, w tym 466 z Azji, 102 z Europy, 13 z Ameryki Północnej i 7 z Australii.Na podstawie zapisów zwyczajów wzrostu materiały te podzielono na trzy ekotypy;wiosna (86 przyłączy), zima (74 przystąpienia) i półzima (428 przystąpienia).
Sekwencjonowanie:Średnio ok.5× (od 3,37× do 7,71×)
Platforma sekwencjonowania:Illumina Hiseq 4000
Produkcja danych:4,03 TB czystych danych
Dzwonienie SNP:BWA + GATK.Uzyskano 5 294 158 SNP i 1 307 151 InDels.
Wyniki
Pochodzenie B. napus
B. napusPodgenom wyewoluował z przodka rzepy europejskiej.Wydarzenie związane z przepływem genów od rzepy europejskiej doB. napus Subgenom pojawił się około 106–1170 lat temu.B. napusSubgenom C mógł wyewoluować od wspólnego przodka tych linii.PrzodekB. napusoddzielił się od wspólnego przodka czterech podgatunków B. oleracea, do którego niedawno napłynął genB. napus~ 108–898 lat temu.B. napusSubgenom C ma bardziej złożone pochodzenie niż subgenom A.W obu subgenomach rozwinęło się silne wąskie gardłoB. napusewolucja.Zima i półzimaB. napusekotypy rozdzieliły się ~60 lat temu, podczas gdy zima i wiosnaB. napusrozdzieliły się ~ 416 lat temu, na nasiona oleiste i nieoleisteB. napusrozeszły się ~ 277 lat temu.
Ryc. 2 Struktura populacji w przypadku 588 przystąpienia B. napus i 199 przystąpienia B. rapa.
Ryc. 3 Struktura populacji 588 przyłączeń B. napus i 119 przystąpienia B. oleracea
Sygnały selekcyjne i badania asocjacyjne obejmujące cały genom.
Podczas pierwszego etapu doskonalenia (FSI) w subgenomie C B. napus utracono większą różnorodność genetyczną niż w podgenomie A.Podczas FSI wystąpiło mniejsze zróżnicowanie genetyczne niż podczas drugiego etapu doskonalenia (SSI).Geny w regionach sygnałowych selekcji SSI wzbogacono o tolerancję na stres, rozwój i szlaki metaboliczne.Zidentyfikowano 60 loci istotnie powiązanych z 10 cechami docelowymi, w tym 5 związanych z plonem nasion, 3 z długością krzemionki, 4 z zawartością oleju i 48 z jakością nasion.
Ryc. 4 Skanowanie całego genomu i adnotacje wybranych regionów podczas SSI B. napus
Analiza transkryptomu
Dane RNAseq 11 tkanek odmiany o wysokiej zawartości oleju i podwójnie niskiej zawartości oleju oraz odmiany o niskiej zawartości oleju i podwójnie wysokiej zidentyfikowanych genów związanych z procesem biosyntezy glukozynolanów były znacząco nadreprezentowane.
Ryc. 5 Przegląd regulacji czasu kwitnienia w ramach wyboru ulepszenia ekotypu B. napus
Dyskusja
Badanie to dostarczyło cennego źródła do zrozumienia pochodzenia i historii udoskonaleńB. napusi ułatwi analizę podstaw genetycznych ważnych cech złożonych agronomicznie.Znaczące SNP powiązane z korzystnymi wariantami, sygnałami selekcyjnymi i genami kandydującymi w dużym stopniu przyczynią się w przyszłości, szczególnie w poprawie plonów, jakości nasion, zawartości oleju i zdolności adaptacyjnych tej najnowszej uprawy allopoliploidalnej i jej krewnych.
Odniesienie
Ponowne sekwencjonowanie całego genomu ujawnia pochodzenie Brassica napus i loci genetyczne zaangażowane w jego poprawę [J].Komunikacja przyrodnicza, 2019, 10(1).
Wiadomości i najważniejsze informacje ma na celu podzielenie się najnowszymi pomyślnymi przypadkami z firmą Biomarker Technologies, uchwycenie nowatorskich osiągnięć naukowych, a także wybitnych technik zastosowanych podczas badania.
Czas publikacji: 05 stycznia 2022 r