• <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>

  •   第三代測序技術崛起了,伴隨而來的三代變異檢測技術也成為發現大片段結構變異的新寵兒,從2016年醫學研究人員首次用 PacBio 測序技術找到致病性結構變異成功診斷罕見疾病,到2018年中信湘雅生殖與遺傳專科醫院的研究人員采用 Nanopore 測序技術精確診斷出一段長達 7Kb 的缺失突變并明確了結構變異的來源,再到2019年利用 PacBio 測序技術系統揭示人類基因組中結構變異的特征和影響。三代變異檢測技術一直在人類疾病研究和精準醫療上大放光彩,相關文獻資料也是數見不鮮,而在動植物領域卻寥若晨星。

      現在介紹發表雜志Nature Plants 上的一篇名為Duplication of a domestication locus neutralized a cryptic variant that caused a breeding barrier in tomato(番茄馴化位點一個重復片段中和了一種影響番茄育種障礙的隱秘變異)的論文。

      隱秘變異(Cryptic variation)是指人類尚未認知的自然突變,具體而言是那些通常情況下對生物體表型性狀幾乎無作用,但會在特定的環境條件下或遺傳背景中顯示出效果的遺傳變異。根據基因組序列分析的結果,這種隱秘變異比例很大,在生物體的進化適應性中具有重要的作用。由于與有益的遺傳變異的上位性相互作用,隱秘變異可能導致不可預測的、有時甚至是有害的結果,因此在育種研究中必須克服這一點,以達到理想的表型。但如何實現這種隱秘變異的中和尚未被研究。

      在番茄中,MADS-box 轉錄因子 JOINTLESS2(J2)基因的自然突變可以通過改變花的發育,消除果實莖上的脫落區,從而提高采收能力,而 ENHANCER OF J2(ej2)基因可獲得便于果實收割的長花柄,但將兩個品種雜交后,J2 與 ej2 互作會導致番茄產生過度的分枝和花序并降低產量。但研究人員發現了一個擁有這兩個等位基因、但仍然能夠神秘高產的優良培育品系,這種差異表明育種家選擇了額外的隱性變種,抑制了產量上的負上位性。

      研究人員用一個不分枝的 j2TE ej2W 育種系(fla.8924)雜交了分枝的 j2TE ej2W 雙突變體,發現 F1 雜交種主要產生不分枝的花序,這表明抑制部分占主導地位,而得到的 F2群體中產生了一系列復雜的花序,表明多重數量性狀位點(QTLs)是抑制的基礎。為了剖析抑制的遺傳結構,研究人員選擇了70株 F2 植物,這些植物捕捉了花序分支的極端表型,根據各組的表達能力和 DNA 序列將分支組和抑制組分為“A”和“B”類。

      通過比較分支和抑制表型分類之間的單核苷酸多態性比率,發現染色體1號和染色體3號上有兩個主要的 QTLs,我們分別指定分支抑制基因1(sb1)和分支抑制基因3(sb3)。通過分析這兩個 QTL 的 F3 代群體分離的花序復雜性,發現 sb1 加性可能解釋了 F2 群體的花序復雜性的范圍,sb1 穩定了 fla.8924中的不分枝花序結構。接著通過基因組測序覆蓋率的變化顯示,與 j2TE ej2W 相比,fla.8924 在 EJ2 周圍有一個83 kb 的窗口,其基因組讀取覆蓋率大約是 j2TE ej2W 的兩倍支持重復,通過定量 PCR 確認了 fla.8924 中 EJ2 的較高基因組覆蓋率,并通過 PCR 和 Sanger 測序確定了重復的區域。之后使用納米孔長讀長測序在 fla.8924 中檢測到相同的結構變異,證實了在這個品系中相同位置處有一個長約 83 Kb 的重復片段。

      研究結果發現,最后利用基因編輯技術,通過一系列實驗證明了在番茄育種過程中選擇了一種罕見的串聯重復可以中和有害的隱秘變異,從而促進花序的發育,即 sb3 重復中和了 j2 和 ej2W 變體之間的負上位性。

    相關文章

    土壤質地如何影響番茄?研究揭開根系適應秘密

    近日,西北農林科技大學園藝學院設施農業生物與環境工程研究團隊教授李建明課題組,揭示了土壤質地與水分脅迫通過協同調控土壤物理性質、進而影響番茄根系生長的機制,為水分限制條件下不同土壤質地的農業管理提供了......

    光照防病新思路:弱光重塑代謝助力番茄抗真菌

    近日,西北農林科技大學園藝學院設施農業生物與環境團隊教授李建明課題組,首次揭示了基于弱光誘導的番茄對灰葡萄孢菌(Botrytiscinerea)的抗性源于苯丙烷類代謝重編程及活性氧穩態調節機理,為光調......

    我國學者在辣椒功能性雄性不育研究中取得進展

    雄性不育在植物繁殖和選擇性育種中至關重要,它不僅與花粉粒的活力相關,還與花粉粒是否正常釋放密切有關。近日,四川農業大學園藝學院教授李煥秀蔬菜種質資源創新與新品種選育團隊在PLOSGenetics上發表......

    中國科學院發布A類先導專項“種子精準設計與創造”系列成果

    12月22日,中國科學院A類先導專項“種子精準設計與創造”系列科研成果在北京發布,系統展示了專項通過創建精準設計育種新范式,在打造種業振興的“中國芯”方面取得的系列突破。六年攻關,實現全鏈條突破種子專......

    我國學者在甜玉米遺傳育種領域取得新進展

    圖甜玉米風味的多組學調控基礎及精準預測在國家自然科學基金項目(批準號:32321005、U1901201、32001563)等資助下,華中農業大學嚴建兵團隊和廣東省農業科學院胡建廣團隊在揭示甜玉米演化......

    高溫逆境下番茄無需授粉就可結果!原因找到了

    近日,中國農業科學院蔬菜花卉研究所品質分子改良課題組克隆了番茄高溫單性結實調控基因TSP4a和TSP4b,解析了生長素信號介導的番茄高溫單性結實的調控機制,為培育高產穩產番茄品種提供了新的基因資源和策......

    智能化養豬助力育種領域全新探索

    隨著人工智能(AI)、自動化等技術的持續突破,利用傳感器進行數據采集與高速傳輸,并通過物聯網存儲海量數據,正持續推進智能化養殖業發展,逐漸成為推動豬育種向精準化、高效化、智能化轉型的核心驅動力。從整個......

    以色列研究團隊開發出提前識別番茄枯萎病的新方法

    以色列耶路撒冷希伯來大學近日發布公報說,該校研究團隊開發出一種新方法,能夠通過監測植物的蒸騰速率等微妙變化,提前識別番茄枯萎病。這一方法為作物病害早期監測提供了更為靈敏和量化的手段,有望助力減少農業損......

    利用咸淡水混合灌溉對納米比亞沙漠番茄的影響及研究成果

    在全球人口持續增長的大背景下,農業生產面臨著巨大的挑戰。據預測,2022年世界人口已達80億,到2050年預計將增長至90-100億。這使得農業生產壓力劇增,未來30年內需要增產50%才能滿足需求。然......

    中國科學家揭示辣椒演化奧秘,推動遺傳育種進入新時代

    別人家的沉甸甸的果實都朝下長,嬌艷的辣椒為什么“朝天”長?辣椒為什么走上了一條與眾不同的進化道路?科學家認為,搞清楚辣椒演化中的秘密,有助于推動辣椒品種的遺傳改良。2月22日,《自然—植物》(Natu......

  • <table id="4yyaw"><kbd id="4yyaw"></kbd></table>
  • <td id="4yyaw"></td>
  • 调性视频