《基因组分析揭示了陆地棉早熟的遗传基础及基因座和候选基因的鉴定》

  • 来源专题:转基因生物新品种培育
  • 编译者: 王晶静
  • 发布时间:2020-11-27
  • 尽管陆地棉(Gossypium hirsutism L.)起源于热带地区,但由于在驯化过程中积累了大量的表型和生理适应性,这种早熟棉可以在中国北方46°N的地方种植。然而,如何通过强大的人工选择来改变早熟棉的基因组仍是未知之数。在此,我们报道了由436个陆地棉材料重测序生成的棉基因组变异图谱。全基因组扫描确定了357个假定的选择扫描,覆盖了陆地棉花基因组的4.94%(112Mb),包括5184个基因。这些基因与花期调控、激素分解代谢、衰老和防御反应对环境变化的适应等功能相关。一项针对七个早熟性状的全基因组关联研究(GWAS)发现了307个显著遗传位点,其中22.48%(69)与人工选择中发生的假定选择扫描重叠。GWAS鉴定了几个与早熟相关的先前未被描述的候选基因。本研究为了解陆地棉早熟的遗传基础和棉花改良育种资源提供了依据。

相关报告
  • 《尼日利亚本土鸡的基因组分析揭示了其遗传多样性和对热应激的适应性》

    • 来源专题:农业生物安全
    • 编译者:刘小燕
    • 发布时间:2024-03-24
    • 来自非洲的本土家禽品种可以在恶劣的热带环境中生存(如漫长的干旱季节、过多的雨水和湿度以及极端高温),并能抵御疾病的挑战,但与商业家禽相比,它们的生产力较低。它们的适应性特征是对自然选择或对在基因组中留下选择印记的生产性状的人工选择的反应。识别这些正选择的特征可以深入了解在本地家禽中观察到的热带适应的遗传基础,从而有助于为极端热带气候开发健壮和高性能的品种。在这里,我们对来自不同农业气候条件的尼日利亚本土鸡进行了首次大规模的全基因组测序分析,研究了它们的遗传多样性和对热带炎热气候(极端干旱和极端潮湿条件)的适应。该研究表明,现存的遗传多样性很大,但种群分化水平较低。使用不同的选择特征分析,检测到几个适应候选基因,特别是与耐热性和免疫反应相关的基因(例如,细胞色素 P450 2B4 样、TSHR、HSF1、CDC37、SFTPB、HIF3A、SLC44A2 和 ILF3 基因)。这些研究结果对保护宝贵的遗传资源和育种鸡的耐热性具有重要意义。
  • 《高分辨率时间动态转录组图谱揭示了GhCAL介导的棉花开花调节通路(陆地棉)》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:王晶静
    • 发布时间:2020-11-27
    • 从营养生长到生殖生长的转变对棉花早熟具有重要意义。然而,这一高度动态和复杂的发育过程的遗传控制仍不清楚。使用两个早熟和两个晚熟棉花品种的72个样本,从六个发育阶段生成了高分辨率的组织和时间特异性转录组图谱。石蜡切片组织学分析结果表明,花芽分化发生在早熟品种的第3个真叶期(3TLS),在晚熟品种的第5个真叶期(5TLS)。通过两两比较和加权基因共表达网络分析,得到5312个差异表达基因,并将其分为10个基因共表达模块。在MElightcyan模块中,共鉴定出46个调控棉花花芽分化的候选基因,并在花芽分化阶段进行了表达。在MElightcyan模块中发现了一个与花芽分化相关的新的关键调控基因GhCAL。GhCAL基因沉默的转基因棉花植株表现出较晚的花芽分化和开花时间。GhCAL能够与GhAP1-A04/GhAGL6-D09形成异源二聚体,同时调节GhAP1-A04和GhAGL6-D09的表达。GhAP1-A04和GhAGL6-D09沉默的棉花植株也表现出明显的开花延迟。最后,我们提出了由GhCAL介导的新的开花调控途径。本研究阐明了棉花开花调控的分子机制,并为棉花早熟育种提供了良好的遗传资源。