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王晓武研究员【芸薹属植物基因组多倍化解析及意义】直播回放及问答合


贝纳基因独家赞助《园艺研究》杂志6月举办的“基因组研究专场”第四场,

邀请了中国农业科学院蔬菜花卉研究所王晓武研究员线上直播讲解了“芸薹属植物基因组多倍化解析及意义 ”的相关话题,王晓武老师团队的张磊、蔡旭、王天鹏参与了观众答题互动,超过4500人次参与了本次直播。

 

直播回放链接

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

 

直播中的问答合集

Q1基因组上有许多重复性区域,在组装的时候经常拼接不上,这种情况该怎么解决?

A1首先,尽可能用三代测序技术pacbio或nanopore来组装基因组,可以跨越复杂重复序列区域,组装指标较高;另外,组装过程中红,很多重复序列会分布在未挂载染色体的scfoold,这些区域可用Hi-C尽可能挂载染色体。

 

Q2老师好,请问三套基因组是如何明确的区分到三套亚基因组的呢?

A2不同染色体可以根据基因密度区分三个亚基因组。

 

Q3请问老师,除了wgd事件之外,还有TD,TRD,DSD,PD这些基因复制类型,为什么研究WGD比较多,其它几种比较少呢?

A3与全基因组多倍化直接相关的是wgd事件,TD,TRD,DSD,PD这些基因复制无法直接关联到基因组多倍化。

 

Q4会不会有比盐芥离白菜更近的物种存在?

A4盐芥和芸薹属三倍化前祖先属于同一时期分化出的tPCK核型的物种,根据目前分子系统的分辨率,尚无法区分还有更近的祖先种了。

 

Q5LF是最后加入的,能否观测到LF上的变异比MF1,2要少?

A5LF是优势亚基因组,更加保守一些,其变异更少

 

Q6请问老师,分析发生WGD及其他几种类型复制事件的基因功能有价值吗?可以做哪些方面的功能分析呢?

A6有价值。已有报导说明你描述的其他几种类型复制事件与物种对环境适应性相关。这些其他几种类型复制事件对基因组的进化也有重要功能。

 

Q7请问王老师,通过目前芸薹属植物叶绿体基因组的信息是否可推测其,最近的一次种间杂交的母本是什么

A7可以推断中间杂交母本。但是对于白菜来说,其祖先种已经不存在了,通过这种手段难以推断白菜的祖先基因组。

 

Q8老师好,由于基因组的多倍化,很多对植物比较重要的基因有很多同源基因,这个时候该如何来研究该基因的功能?因为通过转基因等技术,例如沉默,可能不能很好的达到目的,因为其他同源基因的存在,可能进行了功能补充。

A8对于多倍体中存在同源基因,目前可以通过沉默同源基因或者转基因来研究其功能。

 

Q9请问老师 芸薹属物种为什么会成功被驯化?基因组上能提供线索吗?如果有能借鉴到新物种的驯化吗?谢谢老师

A9可以参见我们实验室已经发表关于白菜和甘蓝的叶球驯化的文章

 

Q10老师,请问关于大白菜叶片上的表皮毛,是受哪些基因控制啊?有这方面的研究么,有相关文章可以推荐么?

A10拟南芥中表皮毛相关基因已有较多功能研究。你可首先参考拟南芥中相关工作。

 

Q11老师,四倍体基因组的亚基因组优势该怎么解释呢

A11新合成的异源四倍体的两个亚基因组之间的优势可以从不同亚基因组的基因密度 表达量等体现出来。

 

Q12为什么在做性状关联的时候,要把3个亚基因组都按照相同长度顺序排列,这和实际的排列可能不同,这么做的原因是什么,是为了展示的时候明显一些?

A12这么做的目的是展示叶球等性状的基因是在三个亚基因组上平行驯化的

 

Q13请问亚基因组的平行选择是怎么检测的呢

A13具体的方法可以参考汇报中的NG文章里描述的对叶球驯化信号的研究。

 

Q14现在是不是可以用crispr直接将3个AOP敲除?

A14理论可以,但我们实验室还尚未开展crispr相关工作。

 

Q15如果3个AOP基因都沉默了呢,会不会含量更高

A15会更高

 

Q16请问老师我们想做白菜型冬油菜转基因,你们白菜型油菜转基因体系能给我们参考吗

A16抱歉,目前我们实验室还不具有这个转基因体系

 

Q17LF,MF1,MF2三个亚基因组用中文怎么翻译,当时在文章中没有很好理解含义

A17请参考:least fractionation more fractionation most fractionation

 

Q18老师,聚合同源基因是通过什么手段呢?

A18可采用分子标记辅助,进行回交等手段

 

Q19如果我们研究的物种是同源四倍体,通过系统发育关系,如果找不到现存的二倍体祖先,用近源属的二倍体物种代替可以吗?

A19可以代替

 

Q20老师好,我想请教下关于基因的命名。比如基因拟南芥GGG基因,拟南芥本身有10个同源的,我们就分别命名为GGG1-10,.那么什么时候会应用GGG1.1,GGG1.2,GGG2.1或者GGG1A,GGG1B.谢谢。

A20请参考:AOP2 在白菜基因组中有三个拷贝,分别存在于LF MF1 和MF2 , 我们分别将其命名为AOP2.1 AOP2.2 AOP2.3

 

Q21刚才老师讲到获得15倍的材料是如何获得的?

A21通过分子辅助,将两个AOP聚合到一起

 

Q22请问老师,怎样从白菜基因组中准确区分MF1、MF2和LF

A22与拟南芥基因共线性分析来确定白菜的三个亚基因组。我们有一篇文章做了详细描述。请参考:Biased Gene Fractionation and Dominant Gene

Expression among the Subgenomes of Brassica rapa

 

Q23请问老师,怎样从白菜基因组中准确区分MF1、MF2和LF

A23白菜亚基因组划分中,使用拟南芥作为其类似祖先种,进一步区分三个亚基因组

 

Q24我国古代就有关于芜菁的记载,那么东亚芜菁和欧洲芜菁是否独立驯化?

A24目前还没有直接证据说明亚洲芜菁和欧洲芜菁独立驯化。进化分析表明欧洲芜菁相对更加古老。

 

Q25请问老师,是否从基因组进化角度研究过芸薹属作物对重金属吸收的特性?

A25做好相关重金属表达相关研究,但是没有做过与基因组进化的相关研究

 

Q26请问聚合多倍化,聚合yellowsarson的AOP2到菜心提高了抗癌硫苷组分,菜心自身AOP2还在吗?

A26菜心对应的基因AOP2被替换掉了。

 

Q27请问王老师:不同种的作物趋同驯化过程是否与多倍化同源基因聚合有关呢?

A27不相关。趋同驯化是两个或更多物种之间,聚合育种是一个物种的。

 

Q28请问如何检测基因丢失?具体用滑动窗口是如何筛选的呢?

A28白菜基因组分析中是以拟南芥为参考。发现LF上的基因丢失最少。

 

Q29老师,你好!我做的白菜型油菜蛋白组测序中怎么查找基因功能,怎么确定基因和我研究相关的基因。

A29问题太大了。可以通过查找在拟南芥中同源基因,或者基因定位确定候选基因,进一步结合蛋白组数据结果。

 

Q30请问:芸薹属植物驯化过程中表型发生变化,对应的 基因组大小会发生变化吗?

A30会。不同亚种,变种基因组大小存在差异。不同亚种的TE插入也会影响亚种基因组大小。

 

Q31撤回 为什么叶球等性状平行选择检测到信号数在基因组水平和亚基因组水平会有不同,理论上不应该是一样的吗?

A31因为在亚基因组水平上的线性同源区域的强选择信号在分散到不同基因组水平染色体上时会丧失线性对应关系。

 

Q32请问老师,研究三个亚基因组和多倍化的文章是哪一篇呢?

A32提出三个亚基因组:The genome of the mesopolyploid crop species Brassica rapa

三个亚基因组区分请参考:Biased Gene Fractionation and Dominant Gene Expression among the Subgenomes of Brassica rapa

亚基因组平行选择请参考:The genome sequence of allopolyploid Brassica juncea and analysis of differential homoeolog gene expression influencing selection


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