GENOM EVRİMİ
doğa genetiği
Yüksek kaliteli bir genom derlemesi, çavdarın genomik özelliklerini ve tarımsal açıdan önemli genleri vurgular
PacBio |Illumina |Bionano Optik Haritası |Hi-C Genom Düzeneği |Genetik Harita |Seçici Süpürmeler |RNA-Sırası |ISO-sıra |SLAF-sıra
Biomarker Technologies, bu çalışmada Pacbio dizileme, Hi-C dizileme ve veri analizi konularında teknik destek sağlamıştır.
Öne Çıkanlar
1. Tek kromozom boyutu 1 Gb'den büyük olan ilk kromozom düzeyinde yüksek kaliteli Rye genomu elde edildi.
2. Tu, Aet ve Hv genomu ile karşılaştırıldığında, Rye genomunda çavdar genom boyutunun genişlemesinden sorumlu olan benzersiz yeni LTR-RT olayları gözlemlenmiştir.
3. Çavdar ve diploid buğdaylar arasındaki farklılık, arpanın buğdaydan ayrılmasından sonra meydana geldi; iki olay için sapma süreleri yaklaşık 9,6 ve 15 MYA idi.
FT genlerinin fosforilasyonu çavdardaki erken başa çıkma özelliğini kontrol edebilir.
4. Seçici tarama analizi, ScID1'in başlanma tarihinin düzenlenmesine olası katılımını ve çavdarda evcilleştirme yoluyla olası seçimini göstermektedir
Arka plan
Arka plan
Çavdar, değerli bir gıda ve yem bitkisi, buğday ve tritikale ıslahı için önemli bir genetik kaynak ve otlarda etkili karşılaştırmalı genomik çalışmalar için vazgeçilmez bir materyaldir.Çin'de yetiştirilen erken çiçek açan bir çeşit olan Weining çavdarı, hem küllemeye hem de şerit pasa karşı geniş spektrumlu direnci nedeniyle olağanüstüdür.Çavdar elit özelliklerinin genetik ve moleküler temelini anlamak ve çavdar ve ilgili mahsullerde genomik ve ıslah çalışmalarını desteklemek için burada Weining çavdarının genomunu sıraladık ve analiz ettik.
Başarılar
Çavdar Genomu
Rye genomu, PacBio SMRT okumaları, kısa okunan Illumina sekanslamasının yanı sıra kromatin konformasyon yakalama (Hi-C), genetik haritalama ve BioNano analizinden elde edilenlerin taranmasıyla oluşturuldu.Birleştirilmiş bitişikler (7,74 Gb), tahmini genom boyutunun (7,86 Gb) %98,47'sini oluştururken, bitişiklerin %93,67'si (7,25 Gb) yedi kromozoma atanmıştır.Tekrarlayan elementler, bir araya getirilen genomun %90,31'ini oluşturdu.
Çavdar Genomu
İki yerel çavdar türünün (Weining × Jingzhou) melezlenmesinden elde edilen 295 F2 bitkisi kullanılarak geliştirilen genetik bağlantı haritası (WJ)
Birleştirilmiş yedi Weining çavdar kromozomunun (1R – 7R) Hi-C temas haritası
Weining çavdarının birleştirilmiş yedi kromozomu ile Lo7 x Lo255 RIL popülasyonu kullanılarak geliştirilen yedi çavdar bağlantı grubu arasındaki hizalama
Rye genomunun LTR Assembly Index (LAI) değeri 18.42 olarak bulunmuş ve yüksek oranda korunmuş 1.440 BUSCO geninin 1.393'ü (%96.74) tespit edilmiştir. Bu sonuçlar Weining çavdar genom dizisinin her iki intergenik gende de yüksek kalitede olduğunu göstermektedir. ve gen bölgeleri.45.596 yüksek güvenilirliğe sahip (HC) gen ve 41.395 düşük güvenilirliğe sahip gen (LC) gen dahil olmak üzere toplam 86.991 protein kodlayan gen tahmin edildi.
2. TE'lerin analizi
TE'lerin analizi.Weining topluluğunun %90,31'ini temsil eden toplam 6,99 Gb, 537 aileye ait 2.671.941 öğeyi içeren TE'ler olarak açıklandı.Bu TE içeriği daha önce Ta (%84,70), Tu (%81,42), Aet (%84,40), WEW (%82,20) veya Hv (%80,80) için rapor edilenden açıkça daha yüksekti.Gypsy, Copia ve sınıflandırılmamış RT elemanlarını içeren uzun terminal tekrarlı retrotranspozonlar (LTR-RT'ler), baskın TE'lerdi ve 1, açıklamalı TE içeriğinin %84,49'unu ve birleştirilmiş Weining genomunun %76,29'unu kapsıyordu;CACTA DNA transpozonları, açıklamalı TE içeriğinin %11,68'ini ve birleştirilmiş Weining genomunun %10,55'ini oluşturan ikinci en bol TE'lerdi.
Çavdarın transpozon elementlerinin analizi
Weining çavdarı, dört tür arasında en yeni olanı olan, yaklaşık 0,5 milyon yıl önce ortaya çıkan amplifikasyon zirvesi (MYA) ile nispeten yüksek oranda LTR-RT'lerin yakın zamanda eklenmesine sahipti;yaklaşık 1,7 milyon yıl önce meydana gelen diğer zirve ise daha yaşlıydı ve arpada da görülüyordu.Süper aile düzeyinde, 0,3 MYA'da Weining çavdarındaki Copia elementlerinin çok yeni patlamaları bulunurken Çingene RT'lerinin amplifikasyonları, LTR-RT patlama dinamiklerinin iki modlu dağılım modelini baskın olarak şekillendirdi.
3. Çavdar genom evriminin ve kromozom sentezlerinin araştırılması
Çavdar ve diploid buğdaylar arasındaki farklılık, arpanın buğdaydan ayrılmasından sonra meydana geldi; iki olay için sapma süreleri sırasıyla yaklaşık 9,6 ve 15 MYA idi.1R, 2R, 3R, sırasıyla buğdayın 1, 2 ve 3. grup kromozomlarıyla tamamen aynı doğrultudaydı.4R, 5R, 6R, 7R'de büyük ölçekli füzyonlar ve segmentler bulunmuştur.
4. Gen kopyalarının analizi ve bunların nişasta biyosentezi genleri üzerindeki etkisi
Özellikle Weining çavdarının art arda kopyalanan genlerinin (TDG'ler) ve proksimal olarak kopyalanan genlerin (PDG'ler) sayıları Tu, Aet, Hv, Bd ve Os için bulunanlardan daha yüksekti.Transpoze edilmiş kopyalanmış genler (TrDG'ler), özellikle Tu ve Aet için bulunanlardan daha fazla sayıdaydı.Çavdar genomunun genişlemesine daha yüksek sayıda gen kopyalanması eşlik eder.Çavdardaki artan TE patlamaları, yüksek sayıda TrDG'ye yol açmış olabilir.
Çavdar genomunun evrimsel ve kromozom sentezi analizleri
Çavdar gen kopyalarının analizi ve bunların nişasta biyosenteziyle ilgili genlerin (SBRG'ler) çeşitliliği üzerindeki etkileri
5. Çavdar tohumu depolama proteini (SSP) gen lokuslarının diseksiyonu
1R veya 2R'de çavdar SSP'lerini belirten dört kromozomal lokus (Sec-1 ila Sec-4) tanımlanmıştır.α-gliadin genleri, buğdayın çavdardan ayrılmasından sonra yakın zamanda buğdayda ve yakın akraba türlerde evrimleşti.
6. Transkripsiyon faktörü (TF) ve hastalığa direnç genlerinin incelenmesi
Çavdar secalin lokuslarının analizi
Weining çavdarı, Tu (1.621), Aet (1.758), Hv (1.508), Bd (1.178), Os (1.575) ve A'dan (1.836) daha fazla sayıda hastalık direnciyle ilişkili (DRA) genlere (1.989, Ek Veri 3) sahipti. ), B (1,728) ve D (1,888) ortak buğdayın alt genomları.
7. Erken başlık özelliği ile ilişkili gen ekspresyon özelliklerinin araştırılması
Uzun gün koşullarında nispeten yüksek ekspresyona sahip iki FT geni, ScFT1 ve ScFT2, Weining genom düzeneğine açıklandı.ScFT2'nin (S76 ve T132) fosforilasyonunun iki amino asit kalıntısının, zaman kontrolünün azaltılmasıyla ilişkisi bulundu
Weining çavdarının erken başa çıkma özelliği ile ilişkili gelişimsel ve gen ekspresyonu özellikleri
8. Çavdarın evcilleştirilmesinde potansiyel olarak yer alan kromozomal bölgelerin ve lokusların madenciliği
Ekili çavdar ve S. vavilovii arasında seçici tarama analizi yapmak için toplam 123.647 SNP kullanıldı.İndirgeme indeksi (DRI), sabitleme indeksi (FST) ve XP-CLR yöntemiyle tanımlanan 11 seçici tarama sinyali.ScID1'in rota tarihinin düzenlenmesinde olası rolü bulundu.
Potansiyel olarak çavdarın evcilleştirilmesiyle ilişkili kromozomal bölgelerin ve lokusların tanımlanması ve analizi
Referans
Li GW ve ark.Yüksek kaliteli bir genom derlemesi, çavdarın genomik özelliklerini ve tarımsal açıdan önemli genleri vurgular.Doğa Genetiği (2021)
Haberler ve Öne Çıkanlar Biomarker Technologies ile en son başarılı vakaları paylaşmayı, yeni bilimsel başarıların yanı sıra çalışma sırasında uygulanan öne çıkan teknikleri yakalamayı amaçlamaktadır.
Gönderim zamanı: Ocak-05-2022