GWAS
Título: O resequenciamento do genoma completo revela a origem da Brassica napus e os loci genéticos envolvidos no seu melhoramento
Diário: Comunicações da Natureza
NGS |WGS |Resequenciamento |GWAS |Transcriptoma |RNAseq |Brassica napus |Evolução |Domesticação
Neste estudo, a Biomarker Technologies forneceu serviços de sequenciamento NGS, bem como suporte técnico em análise bioinformática de dados de sequenciamento.
Fundo
Brassica napus(colza) é uma importante cultura oleaginosa e um excelente modelo para investigar processos de especiação, evolução e seleção poliplóides.No entanto, ainda não se sabe se as espécies selvagens ou os doadores domesticados foram progenitores parentais e os genes que contribuíram para a domesticação e melhoria da colza.
Materiais e métodos
Materiais:588B. napusacessos estiveram envolvidos neste estudo, incluindo 466 da Ásia, 102 da Europa, 13 da América do Norte e 7 da Austrália.Com base nos registros de hábito de crescimento, esses materiais foram divididos em três ecótipos;primavera (86 acessos), inverno (74 acessos) e semi-inverno (428 acessos).
Sequenciamento:Média de aprox.5× (variando de 3,37× a 7,71×)
Plataforma de sequenciamento:Illumina Hiseq 4000
Produção de dados:4,03 TB de dados limpos
Chamada SNP:BWA + GATK.Foram obtidos 5.294.158 SNPs e 1.307.151 InDels.
Resultados
Origem de B. napus
B. napusUm subgenoma evoluiu do ancestral do nabo europeu.Um evento de fluxo gênico do nabo europeu para oB. napus Um subgenoma ocorreu há cerca de 106–1170 anos.B. napusO subgenoma C pode ter evoluído a partir do ancestral comum dessas linhagens.O ancestral deB. napusdividido do ancestral comum de quatro subespécies de B. oleracea, com fluxo gênico recente paraB. napus~108–898 anos atrás.B. napusO subgenoma C tem uma origem mais complexa do que o subgenoma A.Um forte gargalo se desenvolveu em ambos os subgenomas duranteB. napusevolução.O inverno e o semi-invernoB. napusecótipos divergiram há cerca de 60 anos, enquanto o inverno e a primaveraB. napusdivergiram há cerca de 416 anos, e sementes oleaginosas e não oleaginosasB. napusdivergiram há cerca de 277 anos.
Figura 2 Estrutura populacional de 588 acessos de B. napus e 199 acessos de B. rapa.
Figura 3 Estrutura populacional de 588 acessos de B. napus e 119 acessos de B. oleracea
Sinais de seleção e estudos de associação em todo o genoma.
Durante o primeiro estágio de melhoramento (FSI), mais diversidade genética foi perdida no subgenoma C de B. napus do que no subgenoma A.Menos diferenciação genética ocorreu durante o FSI do que durante o segundo estágio de melhoramento (SSI).Os genes nas regiões sinalizadoras de seleção de SSI foram enriquecidos em tolerância ao estresse, desenvolvimento e vias metabólicas.Foram identificados 60 loci significativamente associados a 10 características alvo, incluindo 5 relacionadas ao rendimento da semente, 3 ao comprimento da sílica, 4 ao teor de óleo e 48 à qualidade da semente.
Fig. 4 Varredura de todo o genoma e anotações de regiões selecionadas durante o SSI de B. napus
Análise do transcriptoma
Os dados de RNAseq de 11 tecidos de um cultivar com alto teor de óleo e duplo-baixo e um cultivar com baixo teor de óleo e duplo-alto identificaram genes relacionados ao processo biossintético de glucosinolato foram significativamente super-representados.
Fig. 5 Visão geral da regulação do tempo de floração sob a seleção da melhoria do ecótipo de B. napus
Discussão
Este estudo forneceu um recurso valioso para a compreensão da origem e do histórico de melhoria deB. napuse facilitará a dissecação das bases genéticas de importantes características do complexo agronômico.Os SNPs significativos associados a variantes favoráveis, sinais de seleção e genes candidatos contribuirão largamente no futuro, especialmente na melhoria do rendimento, qualidade das sementes, teor de óleo e adaptabilidade desta recente cultura alopoliplóide e seus parentes.
Referência
O ressequenciamento do genoma completo revela a origem da Brassica napus e os loci genéticos envolvidos no seu melhoramento[J].Comunicações da Natureza, 2019, 10(1).
Notícias e Destaques visa compartilhar os últimos casos de sucesso com Biomarker Technologies, capturando novas conquistas científicas, bem como técnicas proeminentes aplicadas durante o estudo.
Horário da postagem: 05 de janeiro de 2022