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芥菜：基因组&重测序&转录组 （项目文章）

Genomic insights into the origin, domestication and diversification of Brassica juncea

期 刊：Nature Genetic
影响因子：38.33
发表时间：2021 年 9 月

研究背景

异源四倍体芥菜是一种重要的农用经济作物，是由两个二倍体植物白菜 Brassica rapa 和黑芥 Brassica nigra 杂交而来。 早在公元前 3000 年即被驯化，但进化史较为模糊。研究异源四倍体芥菜的群体结构和基因组分化趋势，鉴定重要农艺性 状的显著关联位点有助于促进异源四倍体芥菜的遗传改良


产品类型 研究材料 测序策略 分析结果
基因组 四川黄籽（SY）芥菜 PacBio 93×；Illumina 130×； BioNano 202×；Hi-C 155× 更新后基因组大小：933.5 Mb，其中867.3mb( 约 92.9%)被锚定在染色体上，组装水平提升
群体结构 480 份芥菜（来自 38 个国家） Illumina X Ten，测序深度 15× 研究数据表明芥菜最可能单一起源于西亚,，涉及三条独立传播路径。并在传播过程中G2 和 G4 有较强的基因渐渗现象，该现象在 B 亚基因组更为明显
GWAS 390 份芥菜 Illumina X Ten，测序深度 15× 鉴定得到多个与芥菜开花时间、种子大小、形态变化等农艺性状相关的显著关联候选基因
转录组 根、茎、叶、花芽、角果（4 个发育时期） Illumina X Ten Illumina X Ten，测序深度 15×
结论 该研究对芥菜的起源和驯化提供了全面的见解，为基于基因组学的芥菜育种奠定了基础


芥菜开花时间的全基因组范围选择消除和GWAS分析

芥菜根部膨大的候选基因

杨树：重测序&代谢组&转录组

Integration of genome wide association studies and co-expression networks reveal roles of
PtoWRKY 42 -PtoUGT76C1-1 in trans-zeatin metabolism and cytokinin sensitivity in poplar

期 刊：New Phytologist
影响因子：10.151
发表时间：2021 年6月

研究背景

异源四倍体芥菜是一种重要的农用经济作物，是由两个二倍体植物白菜 Brassica rapa 和黑芥 Brassica nigra 杂交而来。 早在公元前 3000 年即被驯化，但进化史较为模糊。研究异源四倍体芥菜的群体结构和基因组分化趋势，鉴定重要农艺性 状的显著关联位点有助于促进异源四倍体芥菜的遗传改良


研究背景 细胞分裂素是一类重要的植物激素，参与叶片衰老、养分运输以及离体再生等重要的生长发育过程。细胞分裂素氮糖基化修饰是 调控植物体内细胞分裂素代谢平衡进行精细调控的重要手段，对于植物生理状态、发育阶段、环境胁迫等因素密切相关，对位置 植物的正常生长发育起重要作用。尽管在高等植物中鉴定出了一些细胞分裂氮糖基化相关的候选基因，但是其调控因子尚未见正 式报道。
产品类型 研究材料 测序策略 分析结果
代谢组 435 株毛白杨种质资源 LC-MS/MS 检测了 15 种植物激素相关代谢产物的含量（水 杨酸 (SA)、玉米素 (Z)、赤霉素 A3(GA3)、茉莉酸 (JA) 及其次级代谢产物）。与 2,757,176 个 SNP 进 行 mGWAS 分析，共发现 955 个显著关联位点。其 中，位于 PtoWRKY42 基因第五外显子上的 SNP-Chr14:8767134 与 ZNG 含量显著相关。
GWAS Illumina GA II HiSeq 2500， 测序深度 15×
转录组 Illumina HiSeq 2000 鉴定到 3 个基因的 14 个 cis-eQTNs 以及 35 个基因的 151 个 trans-eQTNs 被鉴定。其中 PtoUGT76C1-1 的表达量与 SNP- Chr10:18900221 以及 SNP Chr14: 8767134 呈显著相关.
结论 通过代谢组数据，构建了调控细胞分裂素代谢产物反式玉米素氮糖苷（ZNG） 的转录调控模块，联合全基因组关联分析与加权基因共表达网络分析。


PtoWRKY42核苷酸变异与毛白杨自然群体叶片ZNG含量显著相关

利用 WGCNA鉴定和注释与ZNG含量相关的基因模块

参考文献

[1] Kang L, Qian L, Zheng M, et al. Genomic insights into the origin, domestication and diversification of Brassica juncea. Nat Genet. 2021 Sep;53(9):1392-1402.

[2] Song Y, Chen P, Xuan A, et al. Integration of genome wide association studies and co-expression networks reveal roles of PtoWRKY 42-PtoUGT76C1-1 in trans-zeatin metabolism and cytokinin sensitivity in poplar. New Phytol. 2021 Aug;231(4):1462-1477.

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