Spostrzeżenia genetyczne mające na celu zmianę jakości owoców
Bezprzerwowy montaż T2T chińskiego genomu referencyjnego Bayberry. A. Różnice w morfologii owoców borówki laurowej przejawiają się różnymi kolorami: białym (Shuijingzhong, SJZ), czerwonym (Shenhongzhong, SHZ) i czarno-fioletowym (Zaojia, ZJ). Paski skali = 1 cm. B. Widmo rozkładu K-merów (17-merów), ilustrujące złożoność genomu borówki laurowej. C. Cechy i syntenia genomu borówki laurowej ułożonej od pierścieni najbardziej zewnętrznych (a) do najbardziej wewnętrznych (j): (a) długość chromosomu w megabazach (Mb); (b) LAI na chromosom; (c) zawartość GC, przy czym ciemniejsze odcienie wskazują wyższe wartości; d) gęstość genów; (e) gęstość pierwiastków cygańskich; (f) Gęstość elementów kopiujących; g) całkowita gęstość TE; (h) poziomy ekspresji genów w owocach ZJ, przedstawione jako fragmenty na kilozasady transkryptu na milion mapowanych odczytów (FPKM) w oknach o wielkości 5 Mb, znormalizowane za pomocą log2 (FPKM +1); (i) gęstość powtórzeń tandemowych związana z centromerami, zaznaczona na niebiesko dla wyższych gęstości; (j) relacje synteniczne przedstawione za pomocą linii łączących między regionami chromosomowymi. D. Mapa cieplna interakcji Hi-C przedstawiająca połączenia między ośmioma chromosomami, z ciemniejszymi kolorami reprezentującymi wyższe częstotliwości interakcji. Osie oznaczają kolejne pozycje chromosomów. Kredyt: Badania ogrodnicze (2024). DOI: 10.1093/godz./uhae033
× zamknąć
Bezprzerwowy montaż T2T chińskiego genomu referencyjnego Bayberry. A. Różnice w morfologii owoców borówki laurowej przejawiają się różnymi kolorami: białym (Shuijingzhong, SJZ), czerwonym (Shenhongzhong, SHZ) i czarno-fioletowym (Zaojia, ZJ). Paski skali = 1 cm. B. Widmo rozkładu K-merów (17-merów), ilustrujące złożoność genomu borówki laurowej. C. Cechy i syntenia genomu borówki laurowej ułożonej od pierścieni najbardziej zewnętrznych (a) do najbardziej wewnętrznych (j): (a) długość chromosomu w megabazach (Mb); (b) LAI na chromosom; (c) zawartość GC, przy czym ciemniejsze odcienie wskazują wyższe wartości; d) gęstość genów; (e) gęstość pierwiastków cygańskich; (f) Gęstość elementów kopiujących; g) całkowita gęstość TE; (h) poziomy ekspresji genów w owocach ZJ, przedstawione jako fragmenty na kilozasady transkryptu na milion mapowanych odczytów (FPKM) w oknach o wielkości 5 Mb, znormalizowane za pomocą log2 (FPKM +1); (i) gęstość powtórzeń tandemowych związana z centromerami, zaznaczona na niebiesko dla wyższych gęstości; (j) relacje synteniczne przedstawione za pomocą linii łączących między regionami chromosomowymi. D. Mapa cieplna interakcji Hi-C przedstawiająca połączenia między ośmioma chromosomami, z ciemniejszymi kolorami reprezentującymi wyższe częstotliwości interakcji. Osie oznaczają kolejne pozycje chromosomów. Kredyt: Badania ogrodnicze (2024). DOI: 10.1093/godz./uhae033
Bawarka chińska, Myrica rubra, to subtropikalny owoc, wysoko ceniony ze względu na swój charakterystyczny smak, korzyści odżywcze i znaczenie gospodarcze. Jednak poprzednim zespołom genomu brakowało ciągłości sekwencji, co utrudniało kompleksowe badania genetyczne. Ze względu na te wyzwania konieczne było szczegółowe zbadanie czynników genetycznych wpływających na jakość owoców borówki laurowej.
Naukowcy z Państwowego Kluczowego Laboratorium Zarządzania Zagrożeniami Biotycznymi i Chemicznymi dla Jakości i Bezpieczeństwa Produktów Rolnych dokonali monumentalnego odkrycia. Ich praca, opublikowana 30 stycznia 2024 r., w Badania ogrodniczeszczegółowo opisuje składanie genomu referencyjnego T2T dla odmiany „Zaojia” oraz badanie asocjacyjne całego genomu (GWAS), które odkrywa czynniki genetyczne wpływające na jakość owoców borówki laurowej.
W badaniu wykorzystano długie odczyty PacBio HiFi do złożenia genomu T2T o wielkości 292,60 Mb dla odmiany borówki pospolitej „Zaojia”, co znacznie poprawiło ciągłość genomu. Naukowcy zidentyfikowali 6 649 674 polimorfizmów pojedynczego nukleotydu (SNP) i przeprowadzili GWAS dla 173 przyjęć, łącząc 1937 SNP z 1039 genami związanymi z 28 cechami jakości owoców. Warto zauważyć, że odkryto, że klaster SNP na chromosomie 6 reguluje kolor owoców, obejmujący dwa geny MYB i gen białka podobnego do MLP, który zwiększa produkcję antocyjanów.
Badanie to zapewnia kompleksowe zasoby genetyczne dla przyszłych programów hodowli borówki pospolitej, koncentrując się na cechach takich jak kolor, wielkość i zawartość składników odżywczych owoców.
Dr Shuwen Zhang, główny badacz, stwierdził: „Ten przełom w składaniu pozbawionego luk genomu referencyjnego dla borówki chińskiej otwiera nowe możliwości badań genetycznych i hodowli. Nasze odkrycia dotyczące genetycznych determinantów cech jakości owoców znacząco zwiększą skuteczność programy hodowlane, prowadzące do ulepszonych odmian borówki laurowej o lepszym kolorze, rozmiarze i profilach odżywczych.”
Ukończenie genomu referencyjnego i identyfikacja kluczowych odmian genetycznych mają głębokie implikacje dla hodowli i uprawy borówki laurowej. Spostrzeżenia genetyczne uzyskane w wyniku tego badania ułatwią rozwój markerów molekularnych do celów hodowli ukierunkowanej, umożliwiając selekcję doskonałych cech owoców.
Ostatecznie badania te przyczynią się do produkcji wysokiej jakości borówek pospolitych, z korzyścią zarówno dla producentów, jak i konsumentów. Odkrycia stanowią także cenne źródło genetyczne do badania innych pokrewnych gatunków, co stanowi postęp w dziedzinie genomiki ogrodniczej.
Więcej informacji:
Shuwen Zhang i wsp., referencyjne składanie genomu T2T i badanie asocjacji całego genomu ujawniają genetyczne podstawy jakości owoców chińskiej borówki laurowej, Badania ogrodnicze (2024). DOI: 10.1093/godz./uhae033
Informacje o czasopiśmie:
Badania ogrodnicze
