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王曉武研究員【蕓薹屬植物基因組多倍化解析及意義】直播回放及問答合


貝納基因獨家贊助《園藝研究》雜志6月舉辦的“基因組研究專場”第四場,

邀請了中國農業科學院蔬菜花卉研究所王曉武研究員線上直播講解了“蕓薹屬植物基因組多倍化解析及意義 ”的相關話題,王曉武老師團隊的張磊、蔡旭、王天鵬參與了觀眾答題互動,超過4500人次參與了本次直播。

 

直播回放鏈接

https://wxb9e9f50083b41266.h5.xiaoe-tech.com/v1/course/alive/l_5ef81089d77e6_ADyDBLlw?app_id=appNkfbBBoo1609&is_redirect=1&type=2

 

直播中的問答合集

Q1基因組上有許多重復性區域,在組裝的時候經常拼接不上,這種情況該怎么解決?

A1首先,盡可能用三代測序技術pacbio或nanopore來組裝基因組,可以跨越復雜重復序列區域,組裝指標較高;另外,組裝過程中紅,很多重復序列會分布在未掛載染色體的scfoold,這些區域可用Hi-C盡可能掛載染色體。

 

Q2老師好,請問三套基因組是如何明確的區分到三套亞基因組的呢?

A2不同染色體可以根據基因密度區分三個亞基因組。

 

Q3請問老師,除了wgd事件之外,還有TD,TRD,DSD,PD這些基因復制類型,為什么研究WGD比較多,其它幾種比較少呢?

A3與全基因組多倍化直接相關的是wgd事件,TD,TRD,DSD,PD這些基因復制無法直接關聯到基因組多倍化。

 

Q4會不會有比鹽芥離白菜更近的物種存在?

A4鹽芥和蕓薹屬三倍化前祖先屬于同一時期分化出的tPCK核型的物種,根據目前分子系統的分辨率,尚無法區分還有更近的祖先種了。

 

Q5LF是最后加入的,能否觀測到LF上的變異比MF1,2要少?

A5LF是優勢亞基因組,更加保守一些,其變異更少

 

Q6請問老師,分析發生WGD及其他幾種類型復制事件的基因功能有價值嗎?可以做哪些方面的功能分析呢?

A6有價值。已有報導說明你描述的其他幾種類型復制事件與物種對環境適應性相關。這些其他幾種類型復制事件對基因組的進化也有重要功能。

 

Q7請問王老師,通過目前蕓薹屬植物葉綠體基因組的信息是否可推測其,最近的一次種間雜交的母本是什么

A7可以推斷中間雜交母本。但是對于白菜來說,其祖先種已經不存在了,通過這種手段難以推斷白菜的祖先基因組。

 

Q8老師好,由于基因組的多倍化,很多對植物比較重要的基因有很多同源基因,這個時候該如何來研究該基因的功能?因為通過轉基因等技術,例如沉默,可能不能很好的達到目的,因為其他同源基因的存在,可能進行了功能補充。

A8對于多倍體中存在同源基因,目前可以通過沉默同源基因或者轉基因來研究其功能。

 

Q9請問老師 蕓薹屬物種為什么會成功被馴化?基因組上能提供線索嗎?如果有能借鑒到新物種的馴化嗎?謝謝老師

A9可以參見我們實驗室已經發表關于白菜和甘藍的葉球馴化的文章

 

Q10老師,請問關于大白菜葉片上的表皮毛,是受哪些基因控制啊?有這方面的研究么,有相關文章可以推薦么?

A10擬南芥中表皮毛相關基因已有較多功能研究。你可首先參考擬南芥中相關工作。

 

Q11老師,四倍體基因組的亞基因組優勢該怎么解釋呢

A11新合成的異源四倍體的兩個亞基因組之間的優勢可以從不同亞基因組的基因密度 表達量等體現出來。

 

Q12為什么在做性狀關聯的時候,要把3個亞基因組都按照相同長度順序排列,這和實際的排列可能不同,這么做的原因是什么,是為了展示的時候明顯一些?

A12這么做的目的是展示葉球等性狀的基因是在三個亞基因組上平行馴化的

 

Q13請問亞基因組的平行選擇是怎么檢測的呢

A13具體的方法可以參考匯報中的NG文章里描述的對葉球馴化信號的研究。

 

Q14現在是不是可以用crispr直接將3個AOP敲除?

A14理論可以,但我們實驗室還尚未開展crispr相關工作。

 

Q15如果3個AOP基因都沉默了呢,會不會含量更高

A15會更高

 

Q16請問老師我們想做白菜型冬油菜轉基因,你們白菜型油菜轉基因體系能給我們參考嗎

A16抱歉,目前我們實驗室還不具有這個轉基因體系

 

Q17LF,MF1,MF2三個亞基因組用中文怎么翻譯,當時在文章中沒有很好理解含義

A17請參考:least fractionation more fractionation most fractionation

 

Q18老師,聚合同源基因是通過什么手段呢?

A18可采用分子標記輔助,進行回交等手段

 

Q19如果我們研究的物種是同源四倍體,通過系統發育關系,如果找不到現存的二倍體祖先,用近源屬的二倍體物種代替可以嗎?

A19可以代替

 

Q20老師好,我想請教下關于基因的命名。比如基因擬南芥GGG基因,擬南芥本身有10個同源的,我們就分別命名為GGG1-10,.那么什么時候會應用GGG1.1,GGG1.2,GGG2.1或者GGG1A,GGG1B.謝謝。

A20請參考:AOP2 在白菜基因組中有三個拷貝,分別存在于LF MF1 和MF2 , 我們分別將其命名為AOP2.1 AOP2.2 AOP2.3

 

Q21剛才老師講到獲得15倍的材料是如何獲得的?

A21通過分子輔助,將兩個AOP聚合到一起

 

Q22請問老師,怎樣從白菜基因組中準確區分MF1、MF2和LF

A22與擬南芥基因共線性分析來確定白菜的三個亞基因組。我們有一篇文章做了詳細描述。請參考:Biased Gene Fractionation and Dominant Gene

Expression among the Subgenomes of Brassica rapa

 

Q23請問老師,怎樣從白菜基因組中準確區分MF1、MF2和LF

A23白菜亞基因組劃分中,使用擬南芥作為其類似祖先種,進一步區分三個亞基因組

 

Q24我國古代就有關于蕪菁的記載,那么東亞蕪菁和歐洲蕪菁是否獨立馴化?

A24目前還沒有直接證據說明亞洲蕪菁和歐洲蕪菁獨立馴化。進化分析表明歐洲蕪菁相對更加古老。

 

Q25請問老師,是否從基因組進化角度研究過蕓薹屬作物對重金屬吸收的特性?

A25做好相關重金屬表達相關研究,但是沒有做過與基因組進化的相關研究

 

Q26請問聚合多倍化,聚合yellowsarson的AOP2到菜心提高了抗癌硫苷組分,菜心自身AOP2還在嗎?

A26菜心對應的基因AOP2被替換掉了。

 

Q27請問王老師:不同種的作物趨同馴化過程是否與多倍化同源基因聚合有關呢?

A27不相關。趨同馴化是兩個或更多物種之間,聚合育種是一個物種的。

 

Q28請問如何檢測基因丟失?具體用滑動窗口是如何篩選的呢?

A28白菜基因組分析中是以擬南芥為參考。發現LF上的基因丟失最少。

 

Q29老師,你好!我做的白菜型油菜蛋白組測序中怎么查找基因功能,怎么確定基因和我研究相關的基因。

A29問題太大了。可以通過查找在擬南芥中同源基因,或者基因定位確定候選基因,進一步結合蛋白組數據結果。

 

Q30請問:蕓薹屬植物馴化過程中表型發生變化,對應的 基因組大小會發生變化嗎?

A30會。不同亞種,變種基因組大小存在差異。不同亞種的TE插入也會影響亞種基因組大小。

 

Q31撤回 為什么葉球等性狀平行選擇檢測到信號數在基因組水平和亞基因組水平會有不同,理論上不應該是一樣的嗎?

A31因為在亞基因組水平上的線性同源區域的強選擇信號在分散到不同基因組水平染色體上時會喪失線性對應關系。

 

Q32請問老師,研究三個亞基因組和多倍化的文章是哪一篇呢?

A32提出三個亞基因組:The genome of the mesopolyploid crop species Brassica rapa

三個亞基因組區分請參考:Biased Gene Fractionation and Dominant Gene Expression among the Subgenomes of Brassica rapa

亞基因組平行選擇請參考:The genome sequence of allopolyploid Brassica juncea and analysis of differential homoeolog gene expression influencing selection


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