揭示番茄的泛结构变异特征(panSV)(2020.6.18 eplants)
2020-07-31
2020年6月17日,国际权威学术期刊Cell在线发表了冷泉港实验室Zachary B.Lippman等科研团队题为“Major Impacts of Widespread Structural Variation on Gene Expression and Crop Improvement in Tomato”的论文,通过纳米孔测序技术来捕获100个不同番茄品系中的238,490个SV。该panSV基因组,连同14个新的参考程序集,揭示了各种基因型的大规模混合,以及成千上万个与基因和顺式调控区相交的SV,发现的绝大多数DNA差异都是全新的。并研究了其在进化,驯化,定量遗传学和育种中的意义。
数十年的研究表明,结构变异(SV)(大的缺失,插入,重复和染色体重排)在植物进化和农业中很重要,会影响诸如芽构型,开花时間,果实大小和抗逆性等特征。与SNP相比,SV可以引起顺式调节区域的大规模扰动,因此更可能在数量上改变基因表达和表型。SV还可以通过直接改变基因拷贝数来修饰表达水平。然而,尽管它们很重要,但以短读测序鉴定SV仍然非常困难且不可靠,从而使绝大多数SV难以分辨,并且其分子和表型影响在很大程度上被隐藏。
作者使用长读纳米孔测序技术来捕获100个不同番茄品系中的238,490个SV。该panSV基因组,连同14个新的参考程序集,揭示了各种基因型的大规模混合,以及成千上万个与基因和顺式调控区相交的SV。数百个SV基因对表现出微妙而显着的表达变化,可能广泛影响数量性状变异。
通过将定量遗传学与基因组编辑相结合,作者展示了改变基因剂量和表达水平的多种SV如何改变果实的风味,大小和产量。
在最后一个示例中,影响三个相关转录因子的四个SV中较高的上位性允许在现代番茄中引入重要的收获性状。……
