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油菜遗传育种研究进入泛基因组时代! 精选

已有 3893 次阅读 2020-12-11 21:42 |系统分类:论文交流

油菜泛基因组数据库助力油菜遗传育种研究进入泛基因组时代!近日,Plant Biotechnology Journal在线发表了题为"BnPIR: Brassica napus Pan-genome Information Resource for 1,689 accessions"的研究论文,研究人员构建了首个油菜泛基因组和比较基因组生物信息平台。

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参考基因组作为生命科学研究中的标准地图,促进了动植物重要生产和经济性状相关的变异位点鉴定、关键基因的发掘与应用等研究。然而生物体在长期进化和人工选择的作用下,同一物种各个株系在遗传和表型等层面均积累了丰富的变异,单一参考基因组往往无法很好包含物种内丰富的遗传变异信息。换言之,对于绝大部分物种而言,目前使用的标准地图存在大量暗区盲区,为重要性状相关遗传位点和基因的挖掘与利用设置了诸多障碍。为克服这些困难,研究人员提出通过整合多个代表性种质资源,构建泛基因组的研究思路。

甘蓝型油菜在7500年前由白菜和甘蓝自然杂交形成,是非常“年轻”的多倍体植物,物种内存在丰富的遗传变异,为系统揭示这些变异,2020年1月,Nature Plants期刊了基于PacBio、HiC、BioNano等平台组装的8个甘蓝型油菜种质基因组序列,通过比较基因组分析鉴定了大量SNP(单碱基多态性)、PAV(存在/缺失变异)等变异,并构建了大小约为1.8Gb泛基因组,包含约15万个基因。

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为让油菜遗传育种研究人员能快捷、方便检索和使用油菜泛基因组相关资源,研究人员进一步结合了1,689份油菜基因组及重测序数据,构建了甘蓝型油菜泛基因组数据库BnPIR。BnPIR是基于基因信息模块的综合平台,以泛基因组浏览器和多基因组共线性为核心,包含多组学数据和常见的生物信息学工具。BnPIR包含基因组序列、基因注释、系统发育关系、表达数据、PAV 信息、基因分类,品种信息和常用多组学工具,并提供快速搜索和可视化集成。BnPIR提供油菜分子生物学和育种丰富资源,有助于油菜研究人员在泛基因组背景下搜索和可视化其结果,并为其他物种泛基因组分析提供有价值的模板和平台。

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