【動(dòng)植物研究動(dòng)態(tài)】20220522文獻(xiàn)解讀

Nature | 瑞典隆德食品科學(xué)組織:燕麥基因組為健康谷物提供新見(jiàn)解

The mosaic oat genome gives insights into a uniquely healthy cereal crop

栽培燕麥 (Avena sativa L.) 是一種異源六倍體 (AACCDD, 2n?=?6x?=?42)求泰,在 3,000 多年前被馴化汁汗,同時(shí)作為雜草在安納托利亞的小麥锌雀、二粒小麥和大麥田中生長(zhǎng)仗处。燕麥具有低碳睡扬、健康以及替代動(dòng)物性食品的潛力。然而于毙,缺乏完整注釋的參考基因組阻礙了對(duì)其復(fù)雜的進(jìn)化歷史和功能基因動(dòng)力學(xué)的研究哥倔。該研究解析了燕麥A基因組及其二倍體(Avena longiglumis,AA小腊,2n?=?14)和四倍體(Avena insularis救鲤,CCDD,2n?=?4x?=?28)祖先的高質(zhì)量參考基因組秩冈。揭示了燕麥基因組的鑲嵌結(jié)構(gòu)本缠,追蹤了燕麥多倍化歷史中的大規(guī)模基因組重組入问,并說(shuō)明了與燕麥基因組結(jié)構(gòu)相關(guān)的育種障礙丹锹。通過(guò)對(duì)與人類(lèi)健康和營(yíng)養(yǎng)有關(guān)的基因家族的詳細(xì)分析,增加了支持無(wú)麩質(zhì)食品中燕麥安全的證據(jù)队他,并且通過(guò)測(cè)序?qū)εc水利用效率相關(guān)的農(nóng)藝性狀進(jìn)行了基因定位卷仑。燕麥屬的這一資源將有助于利用來(lái)自其他谷物基因組的知識(shí),提高對(duì)基本燕麥生物學(xué)的理解麸折,并加速基因組學(xué)輔助育種和數(shù)量性狀研究的再分析。

點(diǎn)評(píng):小作物(對(duì)歐洲或許很重要)粘昨,研究的東西也不多垢啼,組裝注釋+比較基因組+基因定位,發(fā)Nature主刊张肾,很強(qiáng)悍芭析。因?yàn)槿思掖_認(rèn)是找到了有意思的東西,如油脂和β-葡聚糖濃度的關(guān)聯(lián)基因吞瞪。

Code:https://github.com/PGSB-HMGU/oatkmers

PBJ|南京農(nóng)大宋慶鑫:創(chuàng)制大豆EMS突變體庫(kù)并構(gòu)建其綜合數(shù)據(jù)庫(kù):包含1044份突變體重測(cè)序獲得的全基因組突變信息

iSoybean: a database for the mutational fingerprints of soybean

通過(guò)EMS誘變創(chuàng)建了大豆誘變突變體庫(kù)馁启,并利用全基因組測(cè)序繪制了1044份大豆突變體種質(zhì)的全基因組突變信息。共鑒定了6,774,731個(gè)單堿基突變,突變密度達(dá)到6.7個(gè)突變/Kb惯疙。重要的是翠勉,92.9% (49,153)的大豆基因含有非同義突變,平均每個(gè)基因含有8.5個(gè)非同義突變霉颠。其中41.8%(22,092)的大豆基因含有蛋白質(zhì)截短變異对碌,包括提前終止,起始密碼子丟失和剪切位點(diǎn)變異蒿偎。除了單堿基變異朽们,分別有1,018和401基因受到Indel和大片段缺失的影響。

進(jìn)一步通過(guò)含有GmKIX8-1诉位、GmE1和GmDCL3基因功能缺失突變的突變體表型骑脱,明確了該突變體庫(kù)在大豆反向遺傳學(xué)研究中的作用。

為了促進(jìn)EMS突變體庫(kù)在大豆正向和反向遺傳學(xué)研究中的利用苍糠,該研究建立了大豆突變圖譜網(wǎng)站iSoybean(www.isoybean.org)惜姐,并免費(fèi)提供大豆突變體種質(zhì)。

點(diǎn)評(píng):研究很簡(jiǎn)單椿息,分析就做了個(gè)變異檢測(cè)歹袁。不過(guò)對(duì)育種有意義,重要的是免費(fèi)提供突變體寝优,這很難得条舔!

PBJ | 美國(guó)唐納德植物科學(xué)中心:CRISPR/ Cas9介導(dǎo)“綠色革命”SD-1基因突變使苔麩抗倒伏

CRISPR/Cas9-Mediated Tetra-allelic Mutation of the ‘Green Revolution’ SEMIDWARF-1 (SD-1) Gene Confers Lodging Resistance in Tef (Eragrostis tef)

苔麩(Teff)一種在埃塞俄比亞種植的古老谷物,是數(shù)百萬(wàn)人賴(lài)以生存的主糧和經(jīng)濟(jì)作物乏矾,也是有價(jià)值的飼料作物孟抗。然而倒伏限制了苔麩的生產(chǎn),用傳統(tǒng)的育種方法難以培育抗倒伏品種钻心。赤霉素(GAs)可刺激植物莖的伸長(zhǎng)凄硼,增加植株高度。GA-20氧化酶(GA-20 oxidase)作為GA生物合成及調(diào)控重要的酶捷沸,直接催化生成有生物活性的GAs摊沉。SD-1是一種編碼GA-20氧化酶的基因,通過(guò)敲除苔麩中與水稻SD-1同源的基因能導(dǎo)致赤霉素缺乏痒给,進(jìn)而培育半矮化抗倒伏苔麩株系说墨。作者在Tef SD-1基因外顯子區(qū)域設(shè)計(jì)了兩個(gè)gRNAs進(jìn)行敲除突變并進(jìn)行了表型驗(yàn)證。

點(diǎn)評(píng):綠色革命基因在近緣物種中的應(yīng)用苍柏,研究中規(guī)中矩尼斧,但是第三世界的福音。

中藥基因組文章集丨多組學(xué)聯(lián)合分析本草基因組學(xué)( herbgenom- ics) 的研究范疇试吁、研究思路棺棵、具體研究?jī)?nèi)容

中草藥基因組研究是近些年熱點(diǎn)之一,鐵皮石斛、掌葉覆盆子烛恤、地黃母怜、北馬兜鈴、流蘇馬兜鈴.......棒动,有時(shí)間看看糙申。

Plant Com丨中科院上海辰山植物園:甘薯基因組學(xué)和育種研究的現(xiàn)狀與未來(lái)

Exploring and exploiting genetics and genomics for sweetpotato improvement: Status and perspectives

該綜述首先總結(jié)了六倍體甘薯的基因組學(xué)資源,包括參考基因組船惨、數(shù)據(jù)庫(kù)和可用的生物信息學(xué)工具柜裸;接著回顧了甘薯多倍體的研究現(xiàn)狀,包括甘薯起源和種質(zhì)多樣性的研究粱锐、重要農(nóng)藝性狀的連鎖圖譜疙挺;隨后概述了甘薯的傳統(tǒng)育種和分子育種方法;最后討論了甘薯遺傳研究的未來(lái)目標(biāo)和改良計(jì)劃怜浅。

點(diǎn)評(píng):綜述是快速提高IF的法寶铐然。

Plant Com | 北京農(nóng)林科學(xué)院趙久然&王天宇:開(kāi)發(fā)基于玉米單倍型標(biāo)簽多態(tài)性的基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)及分析工具

HTPdb and HTPtools: Exploiting maize haplotype-tag polymorphisms for germplasm resource analyses and genomics-informed breeding

該研究利用全球范圍收集的3,587份重要玉米自交系,基于Maize6H-60K芯片數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)了一種基于單體型標(biāo)簽多態(tài)性的區(qū)塊狀標(biāo)記HTP(haplotype-tag polymorphisms恶座,一種在基因組上首位相接的區(qū)塊狀標(biāo)記)搀暑, HTP數(shù)據(jù)庫(kù)及分析工具,并同步開(kāi)發(fā)了一種新的作圖引擎“BCplot”跨琳,實(shí)現(xiàn)群體背景信息快速可視化自点。HTP標(biāo)記及分析策略在玉米高通量基因分型、育種群體精準(zhǔn)快速背景評(píng)估脉让、種質(zhì)資源分析和基因組信息育種等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力桂敛。

HTP數(shù)據(jù)庫(kù)(HTPdb,https://htp.plantdna.site/database/nucleus-haplotype

點(diǎn)評(píng):看起來(lái)是一種對(duì)玉米育種很有用的標(biāo)記策略溅潜,不知能否移植到其他作物术唬?

Mol Plant | 山東師范大學(xué)王寶山:二色補(bǔ)血草高質(zhì)量基因組揭示鹽腺發(fā)育和耐鹽演化機(jī)制

The genome of the recretohalophyte Limonium bicolor provides insights into salt gland development and salinity adaptation during terrestrial evolution

二色補(bǔ)血草(Limonium bicolor),補(bǔ)血草屬(白花丹科)滚澜,是一種二倍體泌鹽鹽生植物粗仓。在紫外(UV)光照射下,二色補(bǔ)血草的鹽腺會(huì)發(fā)出自發(fā)熒光博秫,利于熒光觀察和突變體的篩選潦牛,是研究泌鹽鹽生植物鹽腺發(fā)育最理想的材料。文章將通過(guò)構(gòu)建二色補(bǔ)血草高質(zhì)量基因組挡育,從而探索其進(jìn)化史和鹽腺的發(fā)育起源。

研究使用Illumina短序列和PacBio SMRT測(cè)序數(shù)據(jù)朴爬、Hi-C測(cè)序數(shù)據(jù)和Bionano基因組圖譜相結(jié)合的方法即寒,對(duì)二色補(bǔ)血草基因組進(jìn)行了測(cè)序和組裝,生成了二色補(bǔ)血草高質(zhì)量基因組。隨后文章結(jié)合轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析母赵、基因編輯技術(shù)逸爵、掃描電鏡(ESEM)技術(shù)和能量色散光譜(EDS)分析候選基因,并對(duì)鹽腺發(fā)育的分子機(jī)制做進(jìn)一步驗(yàn)證凹嘲,揭示鹽腺發(fā)育對(duì)二色補(bǔ)血草泌鹽機(jī)制的影響师倔。

研究提供了二色補(bǔ)血草的基因組資源,將有助于理解泌鹽植物進(jìn)化和鹽腺發(fā)育的分子機(jī)制周蹭,從而協(xié)助篩選與非生物環(huán)境脅迫相關(guān)的抗性基因趋艘,彌補(bǔ)了泌鹽鹽生植物鹽腺發(fā)育機(jī)制的空白。同時(shí)文章揭示了LbTTG1和LbHLH對(duì)鹽腺啟動(dòng)的作用凶朗,并強(qiáng)調(diào)二色補(bǔ)血草中LbTTG1和LbHLH對(duì)鹽腺體的分化具有負(fù)調(diào)節(jié)作用瓷胧,為相關(guān)研究提供了新的見(jiàn)解。

點(diǎn)評(píng):感覺(jué)MP也不是那么難嘛(真酸真香)棚愤,賺了搓萧。

New Phytologist | 華大&德國(guó)馬普所:解析無(wú)細(xì)胞壁“裸藻”超級(jí)生命力的分子遺傳機(jī)制

Chromosome-level genome of Pedinomonas minor (Chlorophyta) unveils adaptations to abiotic stress in a rapidly fluctuating environment

該研究發(fā)布了平藻綱首個(gè)染色體水平綠藻基因組,揭示了作為無(wú)細(xì)胞壁“裸藻”的P. minor適應(yīng)外界環(huán)境壓力的分子機(jī)制宛畦,同時(shí)也為研究綠藻門(mén)核心群(Core Chlorophyta)的早期進(jìn)化提供高質(zhì)量數(shù)據(jù)支持瘸洛。

結(jié)合比較基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組的分析揭示了平藻綱的 “裸藻”P(pán). minor應(yīng)對(duì)環(huán)境壓力的分子機(jī)制:NCLDVs的感染促使病毒序列和其攜帶的外源基因序列整合進(jìn)P. minor基因組中,這一古老的整合事件使P. minor獲得一些重要的外源性基因資源次和,其中包括一些重要的抗性基因反肋,它們?cè)谵D(zhuǎn)座子的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行了擴(kuò)增,進(jìn)而幫助P. minor可以適應(yīng)外界波動(dòng)的環(huán)境壓力和應(yīng)對(duì)如強(qiáng)光斯够、干燥和高溫等一系列非生物脅迫囚玫。

點(diǎn)評(píng):華大華藻門(mén)的續(xù)集,看起來(lái)很簡(jiǎn)單读规,但發(fā)這玩意還是需要一些背景知識(shí)的抓督,需要搞比較和進(jìn)化基因組的人指導(dǎo)。

Plant, Cell & Environment | 西北農(nóng)林科技大學(xué)康振生:通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)研究解析并挖掘了小麥幼苗葉片氣孔指數(shù)的遺傳基礎(chǔ)和重要調(diào)控基因TaHXK3-2A

Genome-wide association study revealed TaHXK3-2A as a candidate gene controlling stomatal index in wheat seedlings

為解析小麥氣孔指數(shù)遺傳基礎(chǔ)束亏,發(fā)掘重要調(diào)控基因铃在,研究者與武漢理工大學(xué)劉唯真副教授合作開(kāi)發(fā)了一套基于深度學(xué)習(xí)的小麥葉片表皮顯微圖像氣孔指數(shù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)方法(Zhu et al., 2021)。在此基礎(chǔ)上碍遍,完成了539份小麥種質(zhì)葉片氣孔指數(shù)的高通量采集定铜;結(jié)合小麥660K芯片掃描獲得的遺傳標(biāo)記數(shù)據(jù),通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)怕敬,解析了葉片氣孔指數(shù)的遺傳基礎(chǔ)揣炕,發(fā)掘了130個(gè)與氣孔指數(shù)顯著關(guān)聯(lián)的SNP。分析表明這些SNP主要分布在小麥16條染色體上东跪,涉及2625個(gè)與應(yīng)激反應(yīng)畸陡、代謝和細(xì)胞/器官發(fā)育相關(guān)的候選基因鹰溜。進(jìn)一步通過(guò)BSA-seq、基因表達(dá)分析和候選基因關(guān)聯(lián)分析丁恭,解析了2A染色體上決定小麥幼苗葉片氣孔指數(shù)的主效遺傳位點(diǎn)曹动,挖掘并明確了己糖激酶基因TaHXK3-2A調(diào)控小麥氣孔密度的生物學(xué)功能。

TaHXK3-2A過(guò)表達(dá)小麥株系對(duì)干旱更加敏感牲览,進(jìn)一步代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)TaHXK3-2A過(guò)表達(dá)株系通過(guò)調(diào)控葡萄糖代謝途徑降低了葉片表皮細(xì)胞的大小墓陈,從而導(dǎo)致氣孔密度增加。由于蒸騰作用增強(qiáng)第献,最終導(dǎo)致TaHXK3-2A過(guò)表達(dá)株系對(duì)干旱更加敏感贡必。

點(diǎn)評(píng):經(jīng)典的基因克隆+功能驗(yàn)證。

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