棉花是錦葵科(Malvaceae) 棉屬( Gossypium )植物的種籽纖維,原產於亞熱帶,是世界上最主要的農作物之一。
棉花雖然不是花,但是比花還美麗。棉花不僅可以為人類製作舒適保暖的衣服,還能提供美味的棉籽油。棉花的美是純樸的,持久的。同時棉花也非常的厲害,因為她有「Nature屬性」,不信大家一起看看。
今天,小編與大家一起分享下
今年棉花的2篇Nature Genetics。
陸地棉馴化過程中的不對稱亞基因組選擇和順式調控分歧
Asymmetric subgenome selection and cis-regulatory divergence during cotton domestication
發表期刊:Nature genetics
發表時間:2017.3.6
影響因子:27.958
研究背景:
棉花是世界上重要的經濟作物之一,為紡織品提供天然和再生纖維,同時也是榨油和蛋白的來源。陸地棉至今已有5000年的栽培和馴化歷史,在馴化過程中,棉花的農藝性狀得到了很大的改良,然而,目前對這些性狀改變的遺傳基礎知之甚少。
研究目的:
棉花馴化歷史研究及重要性狀遺傳基礎。
研究材料:
收集來自世界各地的352份陸地棉種質資源,其中31份野生種,321份栽培種(其中野生種數據來源於公共資料庫NCBI SRA)。
測序策略:
採用Illumina Hiseq4000進行PE150測序,平均測序深度為6.9X。
分析內容:
全基因組變異圖譜構建、群體分層分析、群體遺傳多樣性分析、連鎖不平衡分析、選擇消除分析、全基因組關聯分析、Hi-C分析。
圖1. 棉花GWAS和選擇消除分析
結果小結:
本研究基於全基因組重測序技術,利用352份棉花野生及馴化種質資源構建了陸地棉全基因組變異圖譜,找到了93個受馴化選擇的區段,其中A亞基因組的受選擇區段為74Mb,D亞基因組的受選擇區段為104Mb。並通過GWAS分析找到了19個候選位點與纖維品質相關性狀相關。本研究證實了棉花馴化過程中的亞基因組存在不對稱的選擇,並且定向選擇長纖維性狀。此外,本研究通過DNA酶切測序及3D基因組結構的全面分析,證實了馴化對順式調控分歧的影響。
棉花基因組受選擇基因位點與纖維質量和產量性狀相關位點的研究
Genomic analyses in cotton identify signatures of selection and loci associated with fiber quality and yield traits
發表期刊:Nature genetics
發表時間:2017.6
影響因子:27.958
研究背景:
陸地棉(Gossypium hirsutum)為異源四倍體植物,是四大棉花栽培品種之一,世界上最重要的天然纖維作物,並於2015年進行了全基因組測序,成功構建了高質量的陸地棉全基因組圖譜。然而目前棉花栽培品種的遺傳多樣性及其改良期間發生的遺傳變化研究較少。
研究目的:
對棉花的遺傳多樣性及改良期間發生的改變進行了解,同時對棉花纖維質量及產量性狀相關位點進行研究。
研究材料:
陸地棉材料318份,其中包括35份地方品種、271份改良栽培品種和12份外群體材料。
測序策略:
Illumina HiSeq2500平臺測序,平均測序深度為5×。
分析內容:
群體遺傳結構分析、群體遺傳多樣性分析、選擇消除分析、全基因組關聯分析。
圖2. 棉花全基因組關聯分析
結果小結:
本研究基於318份棉花樣本的重測序數據, 發現棉花產量相關性狀位點多於纖維質量相關性狀位點,表明在棉花品種的改良過程中,棉花產量性狀具有更強的選擇性。同時發現兩個與棉花產量相關的候選基因 AIL6 和 EIL,一個與纖維質量相關的候選基因GhXIK,綜合評估發現棉花品種中每個等位基因的等位基因頻率,發現GWAS關聯到的優異的等位基因54.8%來自DPL15、STV2B和UGDM三個地方品種。
本文章亮點在於所選樣品類型豐富,代表性強,且基於棉花樣本的重測序數據將GWAS和棉花馴化的相關研究相結合,在檢測棉花產量和纖維質量性狀相關位點的同時對地方品種和栽培種間的遺傳關係進行研究,為棉花品種的改良及進化分析提供基因組學依據。
參考文獻
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[6] Zhang T, Hu Y, Jiang W, et al. Sequencing of allotetraploid cotton (Gossypium hirsutum L. acc. TM-1) provides a resource for fiber improvement[J]. Nature Biotechnology, 2015, 33(5):531.
[7] Wang M, Tu L, Lin M, et al. Asymmetric subgenome selection and cis-regulatory divergence during cotton domestication.[J]. Nature Genetics, 2017, 49(4):579.
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