Company dynamics / 奥维森科技:重磅推出与中科院昆明动物所联合发表《Genome Biology 》新作

北京奥维森动植物重测序团队、中科院昆明动物所吴东东研究员课题组等单位,通过对142株开心果进行全基因组重测序,结合基因组组装和比较基因组分析,解析了开心果耐盐适应性的遗传基础。研究成果发表于2019年4月18日的 《Genome Biology 》(IF:14)。中科院昆明动物所吴东东课题组曾琳博士,北京奥维森技术总监涂小龙为论文的共同第一作者。

研究背景

随着农业面积的减少和人口的增长,粮食危机正成为一个日益严重的问题。沙漠占地球陆地面积的三分之一,基本上是由干燥和碱性土壤构成,对大多数植物和动物生活来说是非常恶劣的环境。开心果属于Eudicots进化枝、无患子目和漆树科,是来自中亚和中东的腰果家族的成员。它是一种高度耐盐渍土壤的沙漠植物,非常适合干旱和盐渍化地区的重新造林。了解开心果的环境适应性和经济特征有助于在不同的沙漠地区种植和繁殖,可能有助于缓解世界粮食危机。

研究方法:

重测序:142个全基因组重测序:93个驯化种,14个野生个体,35个近缘种;Hiseq 4000 PE150测序;平均测序深度6~8X;

转录组:A:盐处理;B:野生型和驯化型。

结果小结:

通过组装开心果基因组草图以及对142个开心果进行基因组重测序,结合转录组学分析揭示了可能参与应激适应的扩展的基因家族(例如,细胞色素P450和几丁质酶)和茉莉酸(JA)生物合成途径。

比较群体基因组分析结果显示,开心果在8000年前被驯化,可能的驯化关键基因是那些参与种子大小的基因,这些基因组序列应有助于未来的研究,以了解沙漠作物的农学和环境相关性状的遗传基础。

为了深入了解开心果种质之间的遗传关系,研究人员进行了种群结构和主成分分析。这些分析清楚地显示了两组品种种质。在品种组I中,连锁不平衡水平(LD)最高,而在品种组II和野生开心果中LD的衰变速率几乎相同。第二组包括来自品种Qazvini,Italiaei和Badami-zarand的五个个体,这些个体被记录为古老且包含小尺寸的种子。与系统发育树一致,这三个品种还含有较高比例的野生血统,其支持两步驯化过程,初始驯化,然后通过作物育种进行改良。

通过选择消除分析,发现与开心果树大小相关的基因SAUR55,该基因在其他作物水稻,小麦中同样有过报道。另外,研究发现与果实重量相关的基因CYCD7-1

开心果是沙漠地区种植的最重要的商业坚果作物之一,了解开心果的的环境适应性和经济特征将促进不同沙漠地区的种植和育种计划,这可能有助于缓解世界粮食危机。

奥维森动植物重测序团队

奥维森动植物重测序技术团队成员分别来自中国科学院昆明动物研究所、中国科学院动物研究所等国内顶级院校,拥有博士或硕士学位。在群体遗传学领域表现尤其突出,拥有专业的群体遗传学理论知识和丰富的信息分析经验,曾参与多个群体遗传学项目,已发表高分文章多篇。


参考信息:

https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-019-1686-3



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