一項新研究揭示了甜瓜基因組的基因組結(jié)構(gòu)
來自意大利和西班牙的遺傳研究人員團(tuán)隊已完成對七個甜瓜品種基因組的首次全面分析。
科學(xué)家們證明,高度栽培和育種的品種顯示出最少的多樣性,而野生瓜種類最多。
他們的研究在線發(fā)表在《分子生物學(xué)與進(jìn)化》雜志上,描述了超過430萬個單序列DNA變異體,以及許多重要的結(jié)構(gòu)變異體,包括缺失,倒位,重復(fù)和移動元件運(yùn)動。
研究資深作者何塞普·瑪麗亞·卡薩庫伯塔博士說:“這項研究揭示了瓜類基因組的高度可塑性,為將來進(jìn)行分析以解決瓜類育種目標(biāo)鋪平了道路,例如提高果實(shí)的質(zhì)量或?qū)Σ∠x害的抵抗力。”來自西班牙巴塞羅那農(nóng)業(yè)基因組學(xué)研究中心。
“從更廣泛的角度來看,將需要進(jìn)行此類研究來育種新的植物品種,以應(yīng)對農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn),包括人口增長,土地和水的短缺以及氣候變化的未來影響。”
總體而言,Casacuberta博士及其合作者發(fā)現(xiàn)了902個可能受DNA結(jié)構(gòu)變異影響的基因,其中53個基因被認(rèn)為與疾病抗性(29),細(xì)胞壁代謝(10),香氣揮發(fā)物代謝(9),糖代謝( 4)和類胡蘿卜素的生物合成(1)。
在最近的甜瓜進(jìn)化過程中,稱為轉(zhuǎn)座子的移動元件即基因跳躍結(jié)構(gòu)非?;钴S,該研究報告了許多可能與重要農(nóng)藝性狀的變異相關(guān)的轉(zhuǎn)座子插入,即使是在兩個密切相關(guān)的優(yōu)良品系之間。
“在代表物種多樣性并包括野生種和高品系的7個瓜品種中發(fā)現(xiàn)的變異性相對較高,部分原因是某些譜系的顯著差異。多樣性在整個基因組中分布不均勻,在染色體的末端較低,而在著絲粒附近區(qū)域較高,這與純化功能區(qū)域上的選擇和重組力的效果兼容。此外,在精英品種中,這種變異性大大降低了,這可能是由于育種過程中的選擇所致。”
“我們發(fā)現(xiàn)一些染色體區(qū)域顯示出精英品種與其他品種的高度差異,可以將其視為強(qiáng)烈選擇的候選區(qū)域。”
“我們的數(shù)據(jù)還表明,轉(zhuǎn)座子和SV可能是瓜子變異性的重要組成部分,這突出了分析所有類型的遺傳變異性以了解作物基因組進(jìn)化的重要性。”
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