أخبار ar.wedoany.com، نشر فريق البروفيسور تشانغ شينغ بينغ من معهد بحوث الخضراوات والزهور التابع للأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية دراسة حديثة في مجلة "Nature Genetics"، حيث قام ببناء أكبر وأعلى جودة من البان جينوم على مستوى الكروموسومات للخيار حتى الآن، وكشف بشكل منهجي عن الدور الرئيسي للمتغيرات البنيوية في التكيف الجغرافي وتطور الصفات للخيار. من خلال دمج 133 موردًا وراثيًا للخيار، حدد الفريق أكثر من 135 ألف متغير بنيوي عالي الموثوقية، وتمكن لأول مرة من استنساخ جين مقاومة مرض الجرب الأسود CsCcu الذي كان مفقودًا بشكل كامن في الجينوم المرجعي، وجين طول الثمرة CsSPL1 الخاضع لتنظيم المتغيرات النادرة، مما وفر أدوات جينومية منهجية للتربية الجزيئية التصميمية للخيار.
حدد فريق البحث 1960 متغيرًا في عدد نسخ الجينات (gCNV)، والتي تتركز بشكل كبير في مناطق إعادة التركيب الساخنة في الجينوم. من خلال تحليل مؤشر التمايز السكاني (VST)، تم اكتشاف متغير تكرار متسلسل غير محلل سابقًا في موقع جين التزهير CsFT للخيار، وهو المتغير السببي الذي يدفع زيادة التعبير الجيني لـ CsFT وظاهرة التزهير المبكر، مما يوفر الأساس الجيني لتوسع الخيار نحو خطوط العرض العالية.
قامت الدراسة ببناء مجموعة الجينات الشاملة لـ NLR للخيار (PanNLRome)، وحددت إجمالي 8835 جينًا من NLR، حيث ينبع التنوع السكاني لها بشكل رئيسي من المتغيرات الأليلية بين الأنماط الفردانية. بالنسبة لجين مقاومة مرض الجرب الأسود Ccu، أجرى فريق البحث تحليل GWAS قائم على الأنماط الفردانية باستخدام PanNLRome، وحدد جين TNL وتحقق من وظيفته المقاومة للأمراض باستخدام تقنية تحرير الجينات، وأظهر تحليل الأنماط الفردانية أن النمط الفرداني Hap1 فقط هو المقاوم، مما يشير إلى أن منهج البان جينوم يمكن أن يعوض الفقدان الكامن للجينات الوظيفية في الجينوم المرجعي الواحد.
دمجت الدراسة 125 جينومًا معاد تجميعها حديثًا و8 جينومات منشورة سابقًا، وحددت إجمالي 135,597 متغيرًا بنيويًا غير متكرر عالي الموثوقية، بما في ذلك 71,344 حذفًا، و55,891 إدخالًا، و550 انقلابًا، و3,411 تكرارًا، و4,401 إزاحة، وبلغت دقة التحقق بواسطة PCR 96.05%. تم اكتشاف نمط نووي غير مبلغ عنه سابقًا في المورد البري المعاد تجميعه CG88، حيث يحمل الكروموسومان 4 و7 كل منهما انقلابًا كبيرًا، وتم التحقق منه بشكل مستقل بواسطة بيانات Hi-C. أظهر تحليل eQTL السكاني واختيار أن المتغيرات البنيوية تلعب دورًا تنظيميًا مهمًا في التعبير الجيني.
أظهر تحليل GWAS القائم على SNPs وSVs لـ 38 صفة زراعية أن أكثر من 60% من إشارات الارتباط كانت فريدة لتحليل GWAS القائم على SVs. بالنسبة لصفة طول الثمرة الرئيسية، بلغت المساهمة الوراثية للمتغيرات البنيوية النادرة حوالي 40%. أجرى فريق البحث تحليلاً داخل كل مجموعة جغرافية، ونجح في اكتشاف 34 موقعًا بارزًا كان مخفيًا سابقًا، حيث تم تأكيد أن الإدخال النادر لـ LTR داخل الإكسون الأول لجين CsSPL1 في المجموعة الأوراسية هو منظم إيجابي لطول الثمرة. أظهر التحليل الإضافي أن نمط تمايز ترددات الأليلات لجين CsSPL1 يتوافق بشكل كبير مع تاريخ استئناس الخيار، وأن تفضيلات التربية الانتقائية في المناطق المختلفة أدت إلى اختلافات في الأنماط الفردانية.
معهد بحوث الخضراوات والزهور التابع للأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية هو الوحدة الأولى للبحث. البروفيسور تشانغ شينغ بينغ، والأستاذ المشارك دونغ شاو يون، والبروفيسور تشانغ تشونغ هوا من جامعة تشينغداو الزراعية هم المؤلفون المسؤولون. حصل البحث على دعم من المختبر الوطني الرئيسي للتربية البيولوجية للخضراوات، والمشروع الرئيسي لخطة البحث والتطوير الوطنية، ومشروع الابتكار الشبابي للأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية، ومشروع نظام التكنولوجيا للصناعة الزراعية الحديثة الوطني.
