研究揭示番茄進化的遺傳基礎

2020-12-26 科學網

研究揭示番茄進化的遺傳基礎

作者:

小柯機器人

發布時間:2020/9/30 15:01:45

2020年9月28日出版的《自然-遺傳學》雜誌發表了以色列魏茨曼科學研究所Asaph Aharoni和Jdrzej Szymański研究團隊研究。他們對基因滲入野生番茄的分析闡明了與果實性狀和病原體反應相關轉錄組和代謝組變異的遺傳基礎。

研究人員利用表徵野生荒漠適應性和馴化品系的基因滲入品種,來探索野生物種相關果實性狀轉移過程中基因表達和化學變異的遺傳基礎。利用580個品系的轉錄組和代謝組分析與病原體敏感性測定相結合的方法,研究人員鑑定出與數百種轉錄本和代謝產物水平相關的基因組位點。這些關聯發生在代謝途徑和成熟相關過程的協調擾動熱點中。研究人員確定了茄類生物鹼途徑的組分,以及參與病原體防禦並將真菌抗性與果實成熟調控網絡變化聯繫起來的基因和代謝產物。

該研究結果揭示了番茄果實成熟過程中新陳代謝和病原體抗性的基礎,並提供了對果實品質性狀的見解。

據介紹,野生番茄代表了豐富的基因庫,可用於探究馴化過程中許多失去的特性。

附:英文原文

Title: Analysis of wild tomato introgression lines elucidates the genetic basis of transcriptome and metabolome variation underlying fruit traits and pathogen response

Author: Jdrzej Szymaski, Samuel Bocobza, Sayantan Panda, Prashant Sonawane, Pablo D. Crdenas, Justin Lashbrooke, Avinash Kamble, Nir Shahaf, Sagit Meir, Arnaud Bovy, Jules Beekwilder, Yury Tikunov, Irene Romero de la Fuente, Dani Zamir, Ilana Rogachev, Asaph Aharoni

Issue&Volume: 2020-09-28

Abstract: Wild tomato species represent a rich gene pool for numerous desirable traits lost during domestication. Here, we exploited an introgression population representing wild desert-adapted species and a domesticated cultivar to establish the genetic basis of gene expression and chemical variation accompanying the transfer of wild-species-associated fruit traits. Transcriptome and metabolome analysis of 580 lines coupled to pathogen sensitivity assays resulted in the identification of genomic loci associated with levels of hundreds of transcripts and metabolites. These associations occurred in hotspots representing coordinated perturbation of metabolic pathways and ripening-related processes. Here, we identify components of the Solanum alkaloid pathway, as well as genes and metabolites involved in pathogen defense and linking fungal resistance with changes in the fruit ripening regulatory network. Our results outline a framework for understanding metabolism and pathogen resistance during tomato fruit ripening and provide insights into key fruit quality traits. A study of 580 tomato lines resulting from a cross between a wild desert-adapted species and a domesticated cultivar elucidates the genetic basis of gene expression and metabolite variation associated with fruit traits and defense against pathogens.

DOI: 10.1038/s41588-020-0690-6

Source: https://www.nature.com/articles/s41588-020-0690-6

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