Məlumat

Nukleotid polimorfizmi (θ) ilə nukleotid müxtəlifliyi (π) arasındakı fərq nədir?

Nukleotid polimorfizmi (θ) ilə nukleotid müxtəlifliyi (π) arasındakı fərq nədir?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mənim populyasiya genetikası kitabımda (aşağıdakı arayışa baxın) onları belə təyin edirlər:

  • Nukleotid polimorfizmi (θ): bu bölgədən 5 ölçülü istənilən nümunədə polimorfik olması gözlənilən nukleotid sahələrinin nisbəti. Genomdan. $hat{θ}$ nümunədə müşahidə olunan nukleotid polimorfizminin nisbətinə bərabərdir (S) $a_1 = sum_{i=1}^{n-1} frac{1}{I}$-a bölünür. Əgər n= 5 olarsa, $a_1 = frac{1}{1}+ frac{1}{2}+ frac{1}{3}+ frac{1}{4}+ frac{1}{ 5}=2.083$
  • Nukleotid müxtəlifliyi nümunədəki bütün mümkün ardıcıllıq cütləri arasında nukleotid fərqlərinin orta nisbətidir. R-də kitabda olanlara uyğun olan kodu tapdım.

    data # Yalnız polimorfizmlər total.snp # Bu, baxılan saytların ümumi sayıdır (məsələn, baxdığımız 500 sayt üzərində 16 polimorfik ola bilər. Beləliklə, 484 sayt monomorfdur) n = nrow(data) # Say nümunələr pwcomp = n*(n-1)/2 # (i in 1:n.col) üçün cüt müqayisələrin sayı{ # Polimorfik tv = as.vector(cədvəl(data[) olan nümunələrdəki fərqlərin sayını hesablayın ,i])) z = xarici(tv,tv,'*') temp= c(temp,sum(z[aşağı.tri(z)])) } pi.hat = cəmi(temp)/(pwcomp*cəmi .snp) # Fərqli cüt-cüt müqayisənin Nb/(nb bütün cütlüklərin müqayisəsi * lokusların ümumi nb (polimorf və ya deyil))

Kitabda deyirlər

Digər tərəfdən, θ və π arasında allellərin təbii seçmə üçün görünməz olması ilə bağlı sadələşdirilmiş fərziyyə ilə gözlənilən nəzəri əlaqə mövcuddur.

Xülasə olaraq, bu fərziyyə və böyük nümunə ölçüləri ilə θ = π.

  1. Beləliklə, fərq nədir
  2. Niyə biz hər ikisini hesablayırıq (onlar bizə nə deyə bilərdi)?

Hartl, D. L. və Clark, A. G. (1997). Populyasiya Genetikasının Prinsipləri (3-cü nəşr). Sinauer Associates Incorporated.


Siz həmçinin bu terminlərin tərifini onların gözlənilən dəyərləri ilə qarışdırırsınız (adətən birləşən nəzəriyyədən hesablanır). Bir nümunəyə baxaq.

6 fərddən ibarət haploid populyasiyanı nəzərdən keçirək. Biz bu şəxsləri 0 və ya 1 dəyərləri ala bilən 5 saytla təmsil edəcəyik.

00000 00001 00000 00010 00010 00000

Polimorfizm

Bu populyasiyada $S=2$ polimorf yerlər var. Başqa sözlə desək, populyasiyada fərqli fərdlərin fərqli dəyərlər qəbul etdiyi iki sayt var. Bu 5 sayt üzərində polimorf saytların payı $frac{2}{5}$ təşkil edir. Siz bu miqdar üçün $ heta$ istifadə edirsiniz, amma mənə görə, $ heta$ adətən $2 N mu$ (və ya diploid populyasiyalar üçün $4 N mu$) üçün qısa əl kimi istifadə olunur.

Sonsuz allel modeli altında, tək panmiktik haploid populyasiyasında (seçim və digər fərziyyələr olmadan), $E[S] = 2 N mu a$, burada $a = sum_{i=1}^{k-1} frac{1}{i}$, burada $k$ nümunə ölçüsüdür.

Genetik müxtəliflik

Genetik müxtəliflik gözlənilən heterozigotluq kimi də tanınır. Ən çox $pi$ adlandırılsa da, qarışıqlığın qarşısını almaq üçün onu $H$ adlandıracağam. Təsəvvür edin, siz təsadüfi olaraq populyasiyadan iki fərddən nümunə götürürsünüz, müəyyən bir lokusda fərqli allellərin olması ehtimalı nədir?

  • Lokus 1-də $H = 0$
  • Lokus 2-də $H = 0$
  • Lokus 3-də $H = 0$
  • Lokus 4-də $H = 2 frac{2}{5} frac{3}{5} = frac{12}{25}$
  • Lokus 5-də $H = 2 frac{1}{5} frac{4}{5} = frac{8}{25}$

İstəyirsinizsə, bütün yerlər üzrə orta hesabla bilərsiniz.

Panmiktik populyasiyada gözlənilən heterozigotluq (seçim və digər fərziyyələr olmadan), $E[H] = frac{4 N mu}{1 + 4 N mu}$. Burada $H$ və $F_{ST}$ arasında əlaqəni müşahidə etməlisiniz!

Nukleotid müxtəlifliyi

Nukleotid müxtəlifliyi Nei və Li (1979)-dan $D$-a ekvivalentdir və $D_{XY}$ (Nei, 1987) ilə çox bağlıdır. Gözlənilən birləşmə vaxtının $N$ olduğunu nümayiş etdirə bildikdən sonra (burada nümayiş etdirməyəcəyəm), onda sonsuz sayt modeli altında iki fərd arasındakı uyğunsuzluğun sayı məntiqi olaraq $E[D] = 2 olur. N mu$ (birləşmə hadisəsindən sonra hər iki nəsildə baş vermiş mutasiyaların sayıdır). Diploid əhali üçün hər şeyi 2-yə vurun.

$D$ və $S$ arasında əlaqə

Neytral model altında $frac{S}{a} = D$. Əslində $frac{S}{a}$ və $D$ arasındakı standart fərq Tajimanın $D$ testlərində istifadə olunan şeydir.

Məlumat mənbəyi

Hartl və Clarck yaxşı IMO-dur, lakin mən həm də Population Genetics: Gillespie tərəfindən bütün bunları gözəl izah edən Qısa Bələdçi oxumağı tövsiyə etmək istərdim.


Vəhşi Qəhvəyi Siçovullarda Nüvə Gen Variasiyası

Baxmayaraq ki, qəhvəyi siçovul (Rattus norvegicus) bioloji elmlər boyu model məməli kimi geniş istifadə olunur, vəhşi siçovul populyasiyalarında genetik variasiya və ya çox istifadə edilən inbred suşların onların vəhşi qohumları ilə əlaqəsi haqqında çox az şey məlumdur. Biz vəhşi qəhvəyi siçovulların 30 autosomal zülal kodlaşdıran lokusun ardıcıllığına əsaslanaraq, Çinin şimal-şərqindəki ehtimal edilən əcdad diapazonundan və İngiltərədəki törəmə populyasiyasından və təxmin edilən nukleotid müxtəlifliyi və populyasiya bölməsindən nümunə götürdük. Neytral genetik müxtəliflik hər iki populyasiyada 0,2%-ə yaxın olmuşdur ki, bu da Hindistanda ehtimal edilən əcdadlara aid növlərdən olan vəhşi ev siçanlarının populyasiyasındakı ortoloji yerlərdəki müxtəliflikdən təxminən beş dəfə aşağıdır. tərəfindən qiymətləndirildiyi kimi, Böyük Britaniya və Çin əhalisi arasında əhəmiyyətli əhali fərqi tapdıq Fst və proqramın STRUKTURU. Qəhvəyi siçovul və ev siçanı arasındakı sinonim müxtəlifliyə və fərqliliyə əsaslanaraq, biz hesab edirik ki, qəhvəyi siçovullarda son effektiv populyasiya ölçüsü təxminən 130.000 (təxminən 95% etibar intervalı 85.000-184.000), vəhşi ev siçanlarından təxminən beş dəfə aşağıdır.

Qəhvəyi siçovul fiziologiya və farmakologiya tədqiqatlarında aparıcı heyvan modelidir və ev siçanından sonra genetikada ən çox öyrənilən model məməlidir. Bununla belə, inbred siçovul suşlarının mənşəyi və ya inbred suşlarla vəhşi siçovulların genetik əlaqəsi haqqında çox az şey məlumdur. Mitoxondrial genomun tədqiqi (Brown və Simpson 1981 Li və b. 1999 Lin və b. 2012), allozimlər (Bender və b. 1985 Kramer və b. 1988) və təsadüfi gücləndirilmiş polimorfik DNT markerləri (Jiang və b. 2005) vəhşi qəhvəyi siçovul populyasiyalarında əhəmiyyətli genetik müxtəlifliyin mövcudluğuna işarə edir. Çin populyasiyalarında morfoloji əlamətlər üçün coğrafi variasiya bildirilmişdir (Wu 1982) və morfologiyadakı variasiya əsasında dörd alt növ tanınmışdır (Wu 1982 Wilson and Reeder 2005). Bununla belə, nüvə genlərindəki genetik dəyişkənliyin miqdarı və təbiətdəki populyasiyalar arasında coğrafi diferensasiyanın dərəcəsi məlum deyil.

Inbred laboratoriya siçovul suşları arasında genetik müxtəliflik haqqında əhəmiyyətli dərəcədə daha çox məlumat var. Mikropeyklərin tədqiqatları (Canzian 1997 Thomas və b. 2003) və tək nukleotid polimorfizmləri [SNPs (Smits və b. 2004 STAR Consortium 2008)] inbred suşların genetik cəhətdən müxtəlif olduğunu və yabanı qəhvəyi siçovullarla (Tomas) ən yaxın əlaqəli suşlar olduğu güman edilən Qəhvəyi Norveç suşlarından fərqli olduğunu göstərir. və b. 2003). Brown Norway siçovulların genomu layihəsi üçün istinad ştamıdır (Gibbs və b. 2004). Rattus növlər çox güman ki, mövcud siçovul növlərinin müxtəlifliyinin mərkəzi olan Cənub-Şərqi Asiyada yaranmışdır (Rowe və b. 2011). Rattus norvegicus vəhşi qəhvəyi siçovulların hələ də doğma yaşayış yeri olduğu güman edilən yerlərdə tapıldığı Şimali Qərbi Çin və Monqolustanda Asiya düzənliklərində təkamül etdiyi güman edilir. Baxmayaraq ki, qara siçovul (Ratrrus rattus) Avropada antik dövrlərdən məlumdur (Barnett 2001), R. norvegicus Avropaya çox sonralar, ehtimal ki, 16-18-ci əsrlər arasında çatdığı güman edilir, buradan bütün dünyaya yayılıb və böyük ölçüdə köçüb. R. rattus mülayim bölgələrdə.

Vəhşi siçovullardan fərqli olaraq vəhşi ev siçanlarının genetik müxtəlifliyi haqqında kifayət qədər məlumat var (Musculus). Ev siçanlarının alt növləri orta nukleotid müxtəlifliyi ilə fərqlənir (Baines and Harr 2007 Salcedo və b. 2007) və müxtəlif alt növlər arasında gen axınının dərəcəsi genom üzrə dəyişir (Teeter). və b. 2008). Nüvə gen müxtəlifliyi ən çox ehtimal olunan əcdad silsiləsində olan populyasiyalardadır, bunlar İran və Şimal-Qərbi Hindistandadır. M. m. yerliM. m. kastaneusmüvafiq olaraq (Baines and Harr 2007). Şimal-qərb Hindistanın bütövlükdə növ kompleksinin əcdadları olduğuna inanılır (Din və b. 1996). Ehtimal edilən əcdad diapazonundan müxtəliflik M. m. əzələ (NW Əfqanıstan) hazırda məlum deyil (Baines and Harr 2007). Zülal kodlaşdıran genlərin sinonimik sayt müxtəlifliyi M. m. kastaneus və M. m. yerli əcdadların populyasiyaları insan populyasiyalarında müşahidə ediləndən müvafiq olaraq səkkiz və üç dəfə çoxdur [(Baines and Harr 2007 Halligan və b. 2010) DL Halligan, A. Kousathanas, RW Ness, B. Harr, L. Eöry, H. Li, TM Keane, DJ Adams və PD Keightley, nəşr olunmamış nəticələr], ehtimal ki, əhəmiyyətli dərəcədə yüksək effektiv populyasiya ölçülərinin nəticəsidir. vəhşi siçanlarda. Buna görə də, siçovulların əcdadlarının təsirli populyasiya ölçüsünün çox böyük olacağı gözləntiləri altında, əcdad silsiləsindən olan fərdlərdə ən çox müxtəliflik və siçanlarla müqayisə edilə bilən ümumi müxtəliflik səviyyələri ilə qəhvəyi siçovullarda oxşar nümunə görməyi gözləyirdik. Burada, vəhşi qəhvəyi siçovullarda nüvə gen ardıcıllığının müxtəlifliyinə dair ilk sorğunu təqdim edirik. Biz Şimal-Qərbi Çində əcdadların olduğu ehtimal edilən növdən və Böyük Britaniyada törəmə populyasiyadan olan fərdlərin nümunəsində 30 otosomal lokus sıraladıq.


Ardıcıllıq polimorfizminin və haplotip müxtəlifliyinin təhlili YAPRAQLI genlər Çin elit qarğıdalı soylarında evlənmədən sonrakı seçimi aşkar etdi

Evlənmədən sonrakı seleksiya populyasiyada genetik təkmilləşmə prosesi zamanı mühüm aqronomik əlamətlərə nəzarət edən lokuslar üzərində süni seçimə aiddir. Qarğıdalı genləri Zfl1Zfl2, dublikat ortoloqları Arabidopsis YAPRAKLI, bitkilərin budaqlanması, çiçəklənmə və çiçəklərin inkişafı və çoxalmasında əsas tənzimləyicilərdir. Bu işdə, tam gen ardıcıllığı Zfl1Zfl2 62 Çin elit inbred xətləri onların nukleotid polimorfizmlərini və haplotip müxtəlifliyini qiymətləndirmək üçün gücləndirildi. Tam ardıcıllıqdan SNP və indeksləri daxil edən cəmi 254 və 192 variant müəyyən edilmişdir. Zfl1Zfl2, müvafiq olaraq. Variantların əksəriyyətinin kodlaşdırılmayan bölgələrdə yerləşdiyi aşkar edilsə də, CDS ardıcıllığının polimorfizmləri təsnif edilir. Zfl1 16 müxtəlif zülalları kodlayan 16 haplotipə və Zfl2 səkkiz müxtəlif zülalları kodlayan 18 haplotipə bölünür. Huangzaosi əhalisi və onun törəmə xətləri statistik cəhətdən əhəmiyyətli evləşdirmədən sonrakı seçim siqnallarını göstərdi. Zfl1 CDS ardıcıllığı, eləcə də bütün dəstdən daha aşağı nukleotid polimorfizmi və haplotip müxtəlifliyi. Bununla belə, Zfl2 lokus yalnız heterotik Reid qrupu üçün seçilmişdir. Əlavə sübutlar ən azı 17 rekombinasiya hadisəsinin genetik və haplotip müxtəlifliyinə töhfə verdiyini ortaya qoydu. Zfl1 lokus və 16 rekombinasiya hadisəsi Zfl2 yer.


Neolamarckia cadamba-da Xyloglucan Endotransglycosylase/hydrolase (XTH) və Selüloz Sintaza (CesA) Genlərinin Nukleotid Müxtəlifliyi və Assosiasiyasının Genetikası

1283bp) və CesA (778bp) DNT ardıcıllığı və daha sonra həmin SNP-ləri əsas ağac sıxlığı ilə əlaqələndirir. Primerlər 15 N. cadamba ağacından qismən XTH və CesA genlərinin yan tərəfində hazırlanmışdır. Gücləndirilmiş DNT fraqmentləri ardıcıllıqla tərtib edilmiş və hər bir ağac üçün əsas odun sıxlığı ölçüləri müəyyən edilmişdir. Ardıcıllığın dəyişməsi analizləri NcXTH1 və NcCesA1-in 15 qismən genomik DNT ardıcıllığında müvafiq olaraq 34 SNP (2,65% baş vermə) və 3 SNP (0,39% baş vermə) tapıldığını ortaya qoydu. Bütün SNP-lər həm ekzon, həm də intron bölgələrində aşkar edilmişdir. NcXTH1-in tədqiq edilən yerləri NcCesA1 ilə müqayisədə daha yüksək nukleotid müxtəlifliyi '960 = 0,00402 və '952 w = 8,919) göstərdi ('960 = 0,00127 '952 w = 0,9226). LD, orta R 2 dəyəri 0,000687 olan xətti modeldə polimorf yerlərin məsafəsi ilə yavaş-yavaş çürüdü. Assosiasiya genetik tədqiqatı göstərdi ki, NcXTH1 genlərindən olan 2 SNP N. cadamba-nın əsas odun sıxlığı (p<0.05) ilə əhəmiyyətli dərəcədə əlaqələndirilir. NcXTH1 genlərindəki genlə əlaqəli SNP markerləri təsdiq edildikdən sonra o, N. cadamba ağaclarının Gen Dəstəkli Seçimində (GAS) bir vasitə kimi istifadə edilə bilər. Bu tədqiqat həmçinin nümayiş etdirdi ki, namizəd gen əsaslı assosiasiya genetikası genom ardıcıllığı və ya istinad genomik resursları olmayan orqanizmlər üçün kompleks adaptiv əlamətlərin tədqiqi üçün güclü bir yanaşmadır.

S.Y. Tiong, W.S. Ho, S.L. Pang və J. İsmayıl, 2014. Neolamarckia cadamba-da Xyloglucan Endotransglycosylase/hydrolase (XTH) və Selüloz Sintaza (CesA) Genlərinin Nukleotid Müxtəlifliyi və Dərnəyinin Genetikası. Biologiya Elmləri Jurnalı, 14: 267-275.

Neolamarckia cadamba və ya yerli olaraq Kelampayan kimi tanınan Rubiaceae ailəsi altında həmişəyaşıl və sürətlə böyüyən tropik meşə ağaclarından biridir (Joker, 2000). Bu növ təbii olaraq Hindistan, Pakistan, Şri Lanka, Birma, Malayziya, Kamboca, Tayland və Laosda yayılmışdır. Ağacdan faner, sellüloz, kağız, qutular, mebel və s. Bundan başqa, N. cadamba da vəzifəsini yerinə yetirmişdir dərman bitkisi yarpağı, qabığı və damından istifadə edərək ənənəvi müalicə üçün (Patel və Kumar, 2008 Mondal et al., 2009 Bussa və Pinnapareddy, 2010). Yüksək iqtisadi dəyərə malik olmasına baxmayaraq, N. cadamba üzərində molekulyar səviyyədə tədqiqatlar hələ də bu günə qədər məhduddur. Bu yaxınlarda tədqiqatçılara N. cadambanın əsas genomikasını dərindən araşdırmaq üçün faydalı genomik məlumat və resurslar təmin etmək üçün Kelampayan ağacının transkriptomu verilənlər bazası (NcdbEST) yaradılmışdır (Ho et al., 2010).

Ağacın molekulyar tədqiqi ‘dizayner ağacı’ və ya istədiyiniz xüsusiyyətlərə malik ağac istehsal etmək üçün odun biologiyası və genetikasının fundamental tədqiqini inkişaf etdirmək üçün vacibdir. DNT markerləri indi molekulyar səciyyələndirmədə geniş istifadə olunur, çünki DNT markerləri sortları, mənşələri və ya genotipləri dəqiq xarakterizə edə və genetik əlaqələrin ölçülməsinə imkan verə bilər (Narayanan et al., 2007 Lau et al., 2009). Assosiasiya genetikası, hədəflənmiş genlərdə fenotipik əlamət varyasyonları və allel polimorfizmi arasında statistik əlaqəni müəyyən edən yanaşmadır. Bitkilərdə assosiasiya tədqiqi, ümumiyyətlə, yaxşı səciyyələndirilmiş namizəd genləri ilə xəritələşdirilmiş geniş çeşidli kommersiya və fitnes xüsusiyyətlərinin istifadəsində diqqəti çəkən məqamlardır. Məsələn, qarğıdalıda namizəd genlər həzm qabiliyyəti (Guillet-Claude et al., 2004), maysin sintezi (Szalma et al., 2005) və ləpənin tərkibi və nişasta istehsalı (Wilson et al., 2004) ilə əlaqələndirilmişdir. Meşə ağac növlərində evkalipt mikrofibril bucağı ilə sinnamoil CoA reduktaza (CCR) geni arasındakı əlaqəni SNP-assosiasiya yanaşmasından istifadə edərək tapmaq üçün aparılan ilk tədqiqat idi (Thumma və digərləri, 2005). Meşə ağac növlərində multigenlərdən istifadə edən ilk genetik tədqiqat, Pinus radiata, 20 ağac və quraqlıqla əlaqəli namizəd genlərdən 58 SNP istifadə edərək həyata keçirilmişdir (Gonzalez-Martinez və digərləri, 2007). Dillon et al. (2010) həmçinin 36 hüceyrə divarı namizəd genindən istifadə edərək Pinus radiata ağacının xüsusiyyətlərinə təsir edən allelik variasiyanı araşdırdı. Acacia mangiumdan olan sinnamat 4-hidroksilaza (C4H) və sinnamil spirt dehidrogenaz (CAD) genlərində tapılan genlə əlaqəli SNP-lər də ağacın sıxlığı, xüsusi çəkisi və hüceyrə divarının qalınlığı ilə əhəmiyyətli əlaqəni göstərdi (Tchin et al., 2011).

SNP seleksiya proqramında ən çox istifadə edilən yeni nəsil molekulyar markerdir, çünki o, heyvandarlıq üçün ən zəngin resurs hesab olunur. genetik variasiya s tədqiqatları və genom boyunca paylanır (Halushka et al., 1999 Kwok et al., 1994). Wang et al görə. (1998), SNP-lər iki xromosomu müqayisə edərkən hər 500-1000 bp-də bir dəfə baş verir. Digər hesablamalara hər hansı bir genomda hər 100-300 bp baş verən bir SNP də daxildir (Gupta et al., 2001). SNP-nin digər marker sistemləri ilə müqayisədə nisbətən sabit mirasa sahib olduğuna inanılır. Aşağı mutasiya dərəcəsinə malik SNP onu odun əmələ gəlməsi və genom təkamülünü başa düşmək üçün bir vasitə kimi mürəkkəb genetik xüsusiyyətləri öyrənmək üçün əla marker edir (Syvanen, 2001). SNP-nin də istifadə edilməsinə üstünlük verilir, çünki o, allel variantın dəqiq təbiəti haqqında ardıcıl məlumatla birbaşa marker kimi xidmət edir (Gupta et al., 2001). Texnoloji təkmilləşdirmələr SNP və indel-i yüksək məhsuldarlıqlı markerin köməyi ilə yetişdirmə, EST-mapping və genetik və fiziki xəritələrin inteqrasiyası üçün cəlbedici markerlər etdi (Nasu et al., 2002 Rafalski, 2002 Gonzalez-Martinez et al., 2007 Ibitoye və 2007). Akin-Idowu, 2010 Thomson et al., 2010).

Ağac ikinci dərəcəli ksilem toxumalarından ibarətdir və sellüloza, liqnin, hemiselülozlar və ekstraktiv maddələrdən ibarət kimyəvi kompleksə malikdir. Odun əmələ gəlməsində hüceyrə divarlarının sintezi və inkişaf prosesi çox vacibdir. Ksiloglukan endotransqlikosilaz/hidrolaz (XTH) və sellüloz sintaza (CesA) müvafiq olaraq birincili və ikincil hüceyrə divarlarında mühüm rol oynayan iki əsas zülaldır. CesA zülalları sellülozun polimerləşməsini kataliz edir (Somerville, 2006) və bitki hüceyrə divarının biokütləsinin yaranmasında mərkəzi katalizator kimi çıxış etdiyi güman edilir (Kumar et al., 2009). XTH hüceyrə divarının genişlənməsini tənzimləyən əsas agent kimi qəbul edilir və yeni sintez edilmiş ksiloglukanın (XG) divar matrisinə daxil edilməsindən məsul olduğuna inanılır (Darley et al., 2001).

Erkən mərhələdə yüksək keyfiyyətli ağac xüsusiyyətlərinin seçilməsi, kommersiya dəyərini maksimuma çatdırmaq üçün aşağı qiymətə (başlanğıc modal), enerji (əmək) və torpaq istifadəsi ilə yüksək keyfiyyətli ağacların istehsalı üçün vacibdir. Assosiasiya genetikası, genetik və fenotipdəki variasiya arasındakı əlaqəni müəyyən etmək üçün effektiv yanaşmalardan birinə çevrilir. Buna görə də, ağac xüsusiyyətləri (əsas ağac sıxlığı) ilə əlaqəli olan genlə əlaqəli SNP-lərin müəyyən edilməsi plantasiyaların qurulması üçün marker yardımlı yetişdirmə proqramında fayda verə bilər. Beləliklə, bu tədqiqatın məqsədləri XTH və CesA genlərinin qismən genomik DNT ardıcıllığında SNP-ləri müəyyən etmək və XTH və CesA genlərinin N. cadamba-nın əsas ağac sıxlığı ilə genetik assosiasiyasını müəyyən etmək idi.

Bitki materialları: 2011-ci ilin oktyabr ayında Kota Samarahan, Saravak, Malayziyadakı təbii ağaclardan təsadüfi olaraq cəmi 15 kelampayan ağacı seçilmişdir. Daxili qabıq problemləri toplanmış və dəyişdirilmiş Doyle və Doyl (1990) protokolundan istifadə etməklə ümumi genomik DNT təcrid edilmişdir. . Təcrid olunmuş DNT istehsalçının protokoluna uyğun olaraq Wizard Genomic DNT Purification Kit (Promega, ABŞ) istifadə edilərək təmizləndi.

PCR gücləndirmələri: XTH genomik DNT-də tam kodlaşdırma ardıcıllığının cinahını ehtiva edən primer cütü tam uzunluqlu NcXTH1 cDNA (GenBank qoşulma nömrəsi: JX134619) əsasında hazırlanmışdır. CesA geni üçün, HVRII bölgəsini ehtiva edən qismən genomik DNT-ni əhatə edən primer cütü NcCesA1-in tam kodlaşdırma ardıcıllığı əsasında hazırlanmışdır (GenBank qoşulma nömrəsi: JX134621). Bütün primerlər Cədvəl 1-də göstərildiyi kimi Primer Premier 5.0 proqram təminatından (PREMIER Biosoft International, ABŞ) istifadə edilməklə dizayn edilmişdir. PCR reaksiyaları 1x PCR buferi, 0,2 mM dNTPs qarışığı (Invitrogen, Braziliya) olan cəmi 25 º956L reaksiya həcmində həyata keçirilmişdir. ), 1,5 mM MgCl 2, hər biri 10 pmol irəli və tərs primerlər, 1,0 U Taq DNT polimeraza (Invitrogen, Braziliya) və 30 ng DNT şablonu. Termal velosiped profili 94°C-də 2 dəqiqə, 35 dövr 94°C-də 30 saniyə, 57°C (XTH gücləndirilməsi) və ya 64°C (CesA gücləndirilməsi) 45 saniyə, 72°C-də 30 saniyə və nəhayət, 72°C-də 72 saniyə üçün proqramlaşdırılmışdır.

Klonlaşdırma və ardıcıllıq: Amplikonlar QIAquick ® Gel Ekstraksiya Kitindən (QIAGEN, Almaniya) istifadə edilərək təmizləndi və pGEM ® -T Easy Vector System (Promega, ABŞ) ilə birləşdirildi. M13 universal primer cütündən istifadə edərək koloniya PZR həyata keçirərək hədəflənmiş əlavələri olan klonlar müəyyən edilmişdir. Müsbət klonların plazmidləri Wizard Plus SV Minipreps DNT Təmizləmə Sistemindən (Promega, ABŞ) istifadə etməklə təcrid edilmişdir. Təmizlənmiş plazmidlər daha sonra 3730xl DNT Analizatorundan (Applied Biosystem, ABŞ) istifadə edərək ardıcıllığa göndərildi.

Ardıcıllığın dəyişməsi təhlili: Əsas çağırış və vektor ardıcıllığı Chromas 2.33 versiyasından (Technelysium, AU) istifadə edilərək silindi. Ardıcıllığın hər biri NCBI tərəfindən təmin edilən BLASTn istifadə edərək, onların homologiyası yoxlanılıb və yoxlanılıb. Ardıcıllıqlar tək nukleotid polimorfizmlərini müəyyən etmək üçün CLC Main Workbench versiyası 5.0 proqram təminatından (CLC bio, Danimarka) istifadə edilərək uyğunlaşdırılmışdır. Sonra aşkar edilmiş bütün ardıcıllıq polimorfizmləri xromatoqramlardan vizual olaraq yenidən yoxlanıldı. Daha sonra, hər bir gen üçün açıq oxu çərçivə ardıcıllığı tərcümə edildi amin turşusu ExPASy tərcümə alətindən istifadə edərək ardıcıllıqla (http://web.expasy.org/translate/). Zülal ardıcıllığının uyğunlaşdırılması sinonim və qeyri-sinonim mutasiyaları müəyyən etmək üçün CLC Main Workbench versiyası 5.0 (CLC bio, Danimarka) istifadə edərək həyata keçirilmişdir.

Əsas odun sıxlığının ölçülməsi: Təxminən 1,3-1,4 m hündürlükdə artan buruqdan istifadə etməklə seçilmiş hər bir N. cadamba ağacının gövdəsindən 5 mm diametrli və 8 sm uzunluğunda ağac özəkləri nümunə götürülüb. Hər bir nümunə üçün bir nüsxə götürüldü. Yaşıl dəyərin ölçülməsi üçün sabit rütubəti qorumaq üçün ağac nüvələri buz üzərində yerləşdirilmiş müxtəlif etiketli borularda saxlanıldı. Hər bir ağac nüvəsinin yaşıl həcmi odun nüvəsində yerdəyişən suyun ölçülməsi ilə götürüldü. Fitaqora teoreminə görə suyun sıxlığı 1-ə bərabərdir. Buna görə də yerdəyişən suyun ölçülən çəkisi nümunənin həcminə bərabərdir. Fırında qurudulmuş çəki eyni nümunədən sabit çəki əldə edənə qədər yaxşı havalandırılan sobada 103°C-də qurudulmaqla ölçüldü (Chave, 2005). Əsas odun sıxlığı yaşıl həcmə görə soba quru çəkisi kimi hesablanmışdır.

Nukleotid müxtəlifliyi və assosiasiya genetik analizi: DNT Sequence Polymorphism version 5 (DnaSP v.5.0) proqram təminatından (Librado və Rozas, 2009) sayt başına nukleotid müxtəlifliyinin orta sayını (π), sayt başına θ dəyərləri qiymətləndirmək üçün istifadə edilmişdir. , sinonim və qeyri-sinonim nukleotid polimorfizmləri və Tajima’s D testi. DnaSP tərəfindən həyata keçirilən statistik testə daxiletmə və silinmə yeri mutasiyaları daxil deyil. TASSEL versiyası 3.0 (Bradbury et al., 2007) SNP-lərin korrelyasiyasını müəyyən etmək üçün R 2 dəyərini hesablamaq üçün istifadə edilmişdir. Əlaqələrin tarazlığı (LD) qrafiki ikili polimorfik nukleotid məsafələrinə qarşı R 2 dəyərlərindən istifadə etməklə tərtib edilmişdir. Ümumi Xətti Model (GLM) əsas ağac sıxlığına görə hər bir SNP üçün 1000 permutasiya testindən istifadə edərək sınaqdan keçirilmişdir. P-dəyəri 0,05-dən aşağı olan SNP-lər onun xüsusiyyəti ilə əhəmiyyətli dərəcədə əlaqəli hesab olunur.

SNP kəşfi: NcXTH1 genlərində cəmi 34 SNP tapıldı (

1,290 bp) hər 38 bp-də bir SNP-yə uyğundur (2,65% baş). SNP tezliklərinin oxşar səviyyələri digər tədqiqatlarda tapıldı. Tchin və başqaları. (2012) N. cadamba-da C4H genində hər 59 bp-də bir SNP meydana gəldiyini göstərdi. Krutovsky və Neale (2005) həmçinin 18 Douglas fir ağacının keyfiyyət namizədi genlərində hər 46 bp-də bir SNP olduğunu tapdılar. 35 hüceyrə divarının birləşmə genindən istifadə edən başqa bir araşdırmada hər 54 bp-də bir SNP qeydə alınıb (Kelleher et al., 2012). SNP-nin meydana gəlməsinin böyük fərqi növlər və istifadə edilən nümunələrin sayı fərqləri ilə bağlı ola bilər. Məsələn, Dillon et al. (2010) XTH geninin hər 466 bp-də yalnız beş Pinus radiat nümunəsi ilə bir SNP qeydə alınmışdır.

34 polimorfik ərazidən 20 əvəzedici SNP və 3 indel kodlaşdırma bölgələrində (eksonlarda) və digər 9 əvəzedici SNP, eləcə də 2 indel kodlaşdırılmayan bölgələrdə (intronlar və tərcümə olunmamış bölgələr) yerləşirdi. Bu araşdırmada kodlaşdırma ardıcıllığında (856 bp) daha çox ardıcıllıq polimorfizmi aşkar edildi, çünki öyrənilən saytların sayı kodlaşdırılmayan bölgədən (434 bp) daha uzun idi. Bununla belə, kodlaşdırılmayan bölgədə SNP tezliyi kodlaşdırma bölgəsindən (37 bp/SNP) bir qədər yüksək idi (39 bp/SNP). Ümumilikdə, NcXTH1-dəki 34 SNP-dən 24-ü (71%) tək tonlu idi (mutasiya olunmuş nukleotidi göstərən yalnız bir ardıcıllıqla yer) və onların əksəriyyəti ekzonlarda yerləşirdi (Cədvəl 2). NcXTH1-in tam uzunluqlu DNT ardıcıllığında yalnız 5 parsimony informativ SNP (nükleotid variantına malik iki və ya daha çox ardıcıllıqla lokus) tapıldı.

Tam uzunluqlu NcXTH1 genomik DNT-nin hər biri 0,060 nisbətində bərabər sayda sinonim və qeyri-sinonim SNP-lərə malik olduğu aşkar edilmişdir. Sinonim olmayan SNP-lərin əksəriyyəti kodlaşdırma bölgəsində tapılsa da, qeyri-sinonim SNP-lərin baş verməsi kodlaşdırılmayan bölgədə ən yüksək olmuşdur (1,84%). NcXTH1-də nukleotid müxtəlifliyi Krutovsky və Neale-nin (2005) tapıntıları ilə paralel idi, burada SNP-lərin əksəriyyəti sinonim idi və Duqlas küknar ağaclarında ağac keyfiyyəti ilə əlaqəli 18 namizəd genində əsasən kodlaşdırılmayan bölgədə tapıldı. SNP-lərin əksəriyyəti keçid mutasiyası (71%), xüsusən də AG-nin əvəzlənməsi (Cədvəl 2) səbəb olmuşdur. Tchin et al tərəfindən bir araşdırma. (2012) həmçinin N. cadamba-da sinnamat 4-hidroksilaza (C4H) və sinnamil spirt dehidrogenaz (CAD) olan digər iki ağac əmələ gəlməsi namizəd genlərində keçid mutasiyalarında (55%) daha yüksək tezlik göstərir. Tchin və başqaları. (2011) həmçinin A-G keçid mutasiyalarının A. mangium superbulk ağaclarında CAD-nin qismən DNT ardıcıllığında tez-tez aşkar edildiyini (83%) tapdı.

NcCesA1 geninin qismən DNT ardıcıllığında SNP tezliyi NcXTH1 ilə müqayisədə hər 259 bp-də bir SNP aşkar edildi. N. cadamba-da CesA geninin SNP-nin meydana gəlməsinin Shorea parvifolia-nın CesA1-də tapılan SNP-dən daha aşağı olacağı proqnozlaşdırılırdı, burada hər 115 bp DNT ardıcıllığında bir SNP aşkar edilir və yalnız beş nümunədən istifadə edilir (Seng et al., 2011) . Digər tərəfdən, NcCesA1, Pinus şüasının CesA genlərindən daha yüksək SNP tezliyi göstərdi. Dillon et al. (2010) Pinus radiate-də müvafiq olaraq CesA1 və CesA3-ün hər 403 və 374 bp DNT ardıcıllığında bir SNP aşkar edildiyini bildirdi. Bu işdə kodlaşdırma bölgəsində çox aşağı SNP tezliyi aşkar edilmişdir, hər 531 bp-də yalnız 1 SNP aşkar edilmişdir.

Cədvəl 3 qismən NcCesA1 DNT ardıcıllığında SNP paylanmasının xülasəsini göstərir (778 bp). NcCesA1-də tapılan cəmi üç SNP əvəzetmə mutasiyası nəticəsində yaranmışdır və heç bir Indel aşkar edilməmişdir. Üç SNP-dən ikisi kodlaşdırılmayan bölgələrdə yerləşir. NcXTH1 ilə əksinə, NcCesA1-də hər birində bir G-C və G-T əvəzetməsi olan daha çox transversiya SNP aşkar edildi. NcCesA1 qismən DNT ardıcıllığında tapılan üç SNP-nin hamısı sinonim idi, kodlaşdırılmayan bölgədə daha yüksək tezliklə (0,80%). Bu vaxt, NcCesA1-in ekzonunda yalnız bir təkton SNP, kodlaşdırılmayan bölgələrdə isə iki parsimony informativ SNP tapıldı.

Nukleotid müxtəlifliyinin təhlili: DnaSP v.5.0 proqram təminatından (Librado və Rozas, 2009) istifadə edərək NcXTH1 və NcCesA1-in ardıcıl statistik təhlili boşluqlar və çatışmayan məlumatlar istisna olmaqla, bütün ardıcıllıqlar (saytlar) üzərində araşdırıldı. Bütün hesablama və təhlillərə Indels daxil deyildi. 15 NcXTH1 tam uzunluqlu DNT ardıcıllığının düzülüşü düzləşdirmə boşluqları olan 13 saytdan ibarət idi və beləliklə, NcXTH1 tam uzunluqlu DNT ardıcıllığının 1290 yerindən 1277-si araşdırıldı. NcCesA1 qismən DNT ardıcıllığının uyğunlaşdırılmasında heç bir boşluq tapılmadı və 778 saytın hamısı analizə daxil edildi. Nukleotid müxtəlifliyi, Tajima's testi və NcXTH1 və NcCesA1 rekombinasiya hadisələrinin minimum sayı Cədvəl 4-də ümumiləşdirilmişdir.

Nukleotid müxtəlifliyi (π) iki ardıcıllıq arasında hər bir sahə üzrə nukleotid fərqlərinin orta sayıdır və populyasiya mutasiyası parametri θ ilə təmsil olunur. NcXTH1-in 15 DNT ardıcıllığının nukleotid müxtəlifliyinin müvafiq olaraq 0,00402 və 0,00127-də NcCesA1-dən yüksək olduğu təxmin edilmişdir. Ümumilikdə, NcXTH1-də nukleotid müxtəlifliyinin sayından (π), mutasiyaların ümumi sayından (n) və ya polimorf yerlərdən (S) hesablanan hər bir sahə üzrə bütün θ dəyərlər NcCesA1-dən daha yüksək idi (Cədvəl 4) . NcXTH1-in (8.919) S(θ w)-dan təxmin edilən ardıcıllıq üzrə θ dəyəri NcCesA1-dən (0.9226) təxminən 10 dəfə yüksək idi. Buna NcCesA1 ilə müqayisədə NcXTH1-də SNP-nin daha yüksək tezliyi səbəb olmuşdur. N. cadamba-da tədqiq edilən hər iki genin θ w dəyərinin 0,02-dən aşağı bal toplayan ağacla əlaqəli digər namizəd genlərdən çox daha yüksək olacağı proqnozlaşdırıldı (Brown et al., 2004 Krutovsky və Neale, 2005).

Tajima’s D statistik nukleotid müxtəlifliyi, π və teta (θ) arasında polimorf yerlərin sayından (S), θ w . Genetik sürüşmə və seçici neytral mutasiya arasındakı tarazlıqda D dəyərinin sıfıra yaxın olması gözlənilir (Brown et al., 2004). NcXTH1-də, səssiz (sinonim və kodlaşdırılmayan) saytlar istisna olmaqla, demək olar ki, bütün SNP-lər əhəmiyyətli Tajima’s D dəyərini (0,05-dən az) göstərdi. Mənfi dəyərlər (-1,667 ilə -2,008) NcXTH1 genində aşağı tezlikli variantların çoxluğunun ayrıldığını göstərir. Eynilə, Tajima'nın D dəyərlərinin əksəriyyəti Pseudotsuga menziesii (Krutovsky və Neale, 2005) və Pinus taeda (Brown et al., 2004)-də odun keyfiyyəti ilə əlaqəli namizəd genlərində mənfi idi. NcXTH1-dən fərqli olaraq, NcCesA1-də sınaqdan keçirilmiş bütün Tajima’s D dəyərləri 0,2187 ümumi müsbət dəyərlə əhəmiyyətli nəticələr göstərə bilmədi.

Əlaqələrin tarazlığı (LD): TASSEL proqram təminatından istifadə edərək NcXTH1 və NcCesA1 ardıcıllıqlarında əhəmiyyətli miqdarda Bağlantı Disbalansı (LD) aşkar edilmişdir (Bradbury et al., 2007). Tədqiq olunan saytlardan cəmi 496 cüt müqayisə təxmin edilib. Cütlənmiş saytların 80%-dən çoxu ikitərəfli Fisher's Exact testi ilə statistik əhəmiyyətli LD göstərdi. İki lokusda allellər arasındakı əlaqəni təmsil edən və assosiasiya yanaşmalarının həllini qiymətləndirmək üçün informativ olan R 2 dəyərləri hesablanmışdır (Bradbury et al., 2007). Bu tədqiqatda LD-nin 496 təxminləri üçün orta R 2 dəyəri 0,000687 olmuşdur. N. cadamba-nın orta R 2 dəyəri digər ağac növlərindən balzam qovaqlarından (0.52 Olson et al., 2010) və soyada (0.36 Zhu et al., 2003) çox aşağı idi.

Bütün lokuslar üzrə orta hesabla, NcXTH1 və NcCesA1 ardıcıl gen fraqmentləri üçün R 2 baza cütlərində saytlar arasındakı məsafəyə qarşı tərtib edildikdə, LD-nin 350 bp daxilində <0.10 dəyərlərinə nəzərəçarpacaq dərəcədə çürüməsi aşkar edilmişdir (Şəkil 1). Digər növlərlə müqayisədə, N. cadamba LD qiymətləndirilməsində yalnız iki gen istifadə edildikdə əhəmiyyətli çürümə göstərmir. Digər növlər üzərində aparılan nukleotid tədqiqatları LD-nin 50%-dən çox çürüdüyünü göstərdi, o cümlədən şam şamı (Brown və digərləri, 2004), soya (Zhu və digərləri, 2003) və Duqlas küknar ağacı (Krutovsky və Neale, 2005). Nordborg (2000) tərəfindən edilən bir araşdırmaya görə, LD öz-özünə gedən növlərə nisbətən daha sürətli çürüyür, çünki rekombinasiya növlər üzərindən keçən növlərdə daha effektivdir.

Əsas ağac sıxlığı: N. cadamba ağaclarının döş hündürlüyündə diametri (dbh) orta hesabla 39,2 sm olmaqla 24,0 sm-dən 102,0 sm-ə qədər idi (Cədvəl 5). NcMT1 (102,0 sm) nümunəsi istisna olmaqla, N. cadamba ağaclarının əksəriyyətinin diametri 24,0 ilə 50,0 sm arasındadır. Orta əsas ağac sıxlığını hesablamaq üçün hər bir təkrarın yaşıl çəkisi, soba quru çəkisi və yaşıl həcmi götürüldü və qeyd edildi. Orta hesabla N. cadambanın əsas odun sıxlığı 368,93 kq m -3 olmuşdur. Ağac nümunəsi NcMT1 ən yüksək əsas sıxlığı (444,03 kq m -3 ), NcHT4 isə 15 nümunə arasında ən aşağı (300,25 kq m -3 ) qeydə alıb.

Əsas sıxlıq müəyyən edilmişdir, çünki bu, sellüloz, kağız və ya ağac sənayesi üçün ağac potensialını qiymətləndirmək üçün yetişdirmə proqramlarında ən vacib meyarlardan biridir (Seca və Domingues, 2006).

Assosiasiya genetik tədqiqatı: NcXTH1-də aşkar edilən 34 SNP-dən ikisi (SNP8 və SNP29) müvafiq olaraq 118 və 1,173 bp mövqeyində əsas ağac sıxlığı ilə əhəmiyyətli əlaqə (p<0.05) göstərdi (Şəkil 2). Hər iki marker ekzonlarda yerləşirdi və sinonim T-C keçid mutasiyası səbəb oldu. Qeyri-sinonim SNP-nin heç birinin əsas sıxlıqla əhəmiyyətli dərəcədə əlaqəli olmadığı aşkar edildi. Əlaqədar-SNP8 və-SNP29-un ən yüksək ağac sıxlığına (444,03 kq m-3) malik olan fərdi ağac NcMT1-də meydana gəldiyi aşkar edilmişdir. Bənzər bir araşdırma, digər iki ağac namizəd genində (C4H və CAD) SNP markerlərinin əsas ağac sıxlığı ilə əlaqəsi üzərində də aparılmışdır (Tchin et al., 2011, 2012). Bu araşdırmada iki SNP-nin də N. cadamba və A. mangiumun əsas ağac sıxlığı ilə əhəmiyyətli dərəcədə əlaqəli olduğu aşkar edilmişdir. Bu, SNP8 və SNP29-un gələcəkdə təsdiqləndikdən sonra üstün N. cadamba ağacı seçimi üçün potensial olaraq SNP markerlərinə çevrilə biləcəyinə dair tapıntıları dəstəkləyir.

Əvvəlki tədqiqatlar odun keyfiyyəti ilə əlaqəli namizəd genləri ilə ağac xüsusiyyətləri arasında güclü əlaqə olduğunu göstərdi (Plomion et al., 2000 Wegrzyn et al., 2010 Tchin et al., 2011, 2012). Plomion və başqaları. (2000) dəniz şamlarının böyüməsinə lignin və sellüloza kimi biokimyəvi məzmunun təsir etdiyini, burada kimyəvi tərkibin genetikası ilə idarə olunduğunu göstərmişdir. P. trichocarpa-da liqnin və sellüloza biosintezinə nəzarət edən əlamətlərin assosiasiya genetikası, həmçinin daxili genlərin (SuSy1 və C4H1) LD-nin sürətlə çürüməsi və hər bir gen üzrə amplikonların yüksək əhatəsi ilə nümayiş etdirilmişdir (Wegrzyn et al., 2010). Bu məlumatlar çoxlu müəyyən edilmiş polimorfizmlərin səbəb olan SNP-lərə yaxın olduğunu əks etdirir.

Nəticə olaraq, bu tədqiqat göstərdi ki, assosiasiya genetikası iqtisadi cəhətdən əhəmiyyətli xüsusiyyətlərlə əlaqəli genlərdə təbii olaraq baş verən allel variasiyaları aşkar etmək üçün güclü bir vasitədir. genetik variasiya əhali səviyyəsində.

N. cadamba-nın XTH genində müəyyən edilmiş genlə əlaqəli SNP, daha sürətli böyüyən, yüksək keyfiyyətli əkin materialları istehsal etmək üçün yetişdirmə proqramlarında təsdiqləndikdən sonra N. cadamba-nın Gen Dəstəkli Seçimində (GAS) bir vasitə kimi potensial olaraq istifadə edilə bilər. məhsuldarlıq və yüksək ağac keyfiyyəti və həmçinin yerli şəraitə uyğunlaşdırılmışdır ki, biz böyük əhəmiyyət kəsb edən iqtisadi fayda əldə edə bilək.

Müəlliflər bu tədqiqat layihəsində iştirak edən bütün laborantlara və meşəçilərə nümunələrin toplanmasında göstərdikləri mükəmməl yardıma görə təşəkkür etmək istərlər. Bu tədqiqat Sarawak Meşəçilik Korporasiyası və Universiti Malaysia Sarawak (Qrant No. 02(DPI09)832/2012(1)), RACE/a(2)884/ tərəfindən maliyyələşdirilən birgə Sənaye-Universitet Tərəfdaşlığı Proqramının bir hissəsidir. 20121(02) və GL(F07)/06/2013/STA-UNIMAS(06)).

2: Braun, G.R., G.P. Gill, R.J. Kuntz, C.H. Langley və D.B. Neale, 2004. Loblolly şamda nukleotid müxtəlifliyi və əlaqə balanssızlığı. Proc. Natl. akad. Sci. ABŞ., 101: 15255-15260.
CrossRef | Birbaşa Link |

3: Bussa, S.K. və J. Pinnapareddy, 2010. Gövdə qabığının antidiyabetik fəaliyyəti Neolamarckiacadamba alloksan səbəb olan diabetik siçovullarda. Int. J. Pharm. Technol., 2: 314-324.

4: Chave, J., 2005. Tropik meşə ağacları üçün ağac sıxlığının ölçülməsi: CTFS saytları üçün sahə təlimatı. Laboratoriya. Evolution et Diversite Biologique, Paul Sabatier Universiteti, Fransa, 16 fevral 2005, səh: 1-7.

5: Darley, C.P., A.M. Forrester və S.J. McQueen-Mason, 2001. Bitki hüceyrə divarının uzadılmasının molekulyar əsasları. Bitki Molekulyar Biol., 47: 179-195.
CrossRef |

6: Dillon, S. K., M. Nolan, W. Li, C. Bell, H. X. Wu və S. G. Southerton, 2010. Təbii populyasiyalarda və torpaq irqlərində bərk ağac xüsusiyyətlərinə təsir edən hüceyrə divarı namizəd genlərində allel dəyişkənliyi. Pinus şüalanması. Genetika, 185: 1477-1487.
CrossRef | PubMed | Birbaşa Link |

7: Doyle, J.J. və J.L.Doyle, 1990. Bitki DNT-sinin təzə toxumadan təcrid edilməsi. Fokus, 12: 13-15.
Birbaşa Link |

8: Gonzalez-Martinez, S.C., N.C. Wheeler, E. Ersöz, C.D. Nelson və D.B. Neale, 2007. Genetika assosiasiyası Pinus taeda L. I. Ağacın xüsusiyyətləri. Genetika, 175: 399-409.
CrossRef | PubMed |

9: Guillet-Claude, C., C. Birrolleau-Touchard, D. Manicacci, P. M. Rogowsky və J. Riqau və b., 2004. Nukleotid müxtəlifliyi ZmPox3 qarğıdalı peroksidaza geni: MITE-nin ekson 2-yə daxil edilməsi ilə yem qarğıdalısının həzm qabiliyyətinin dəyişməsi arasında əlaqələr. BMC Genetika, 10.1186/1471-2156-5-19

10: Gupta, P.K., J.K. Roy və M. Prasad, 2001. Tək nukleotid polimorfizmləri: Molekulyar marker texnologiyası və bitkilərdə istifadəsinə diqqət yetirməklə DNT polimorfizminin aşkarlanması üçün yeni paradiqma. Curr. Sci., 80: 524-535.
Birbaşa Link |

11: Halushka, M.K., J.B. Fan, K. Bentley, L. Hsie və N. Shen və b., 1999. Qan təzyiqi homeostazı üçün namizəd genlərdə tək nukleotid polimorfizmlərinin nümunələri. Nat. Genet., 22: 239-247.
PubMed | Birbaşa Link |

12: Ho, W.S., S.L. Pang, P.S. Lai, S.Y. Tiong və S.L. Phui et al., 2010. Saravakdakı plantasiya ağac növləri üzrə genomik tədqiqatlar. Meşəçilik və Meşə Məhsulları üzrə Beynəlxalq Simpoziumun materialları 2010: Qlobal Narahatlıqların və Dəyişən Sosial Ehtiyacların Müraciəti, 5-7 oktyabr 2010-cu il, Kuala Lumpur, Malayziya, səh: 172-182.

13: Seng, H.W., P.S. Ling, P. Lau və I. Jusoh, 2011. Ardıcıllığın dəyişməsi Sellüloza sintaza (SpCesA1) gen Shorea parvifolia ssp. parvifoliya ana ağacları. Pertanika J. Trop. Aqric. Sci., 34: 317-323.
Birbaşa Link |

14: İbitoye, D.O. və P.E. Akin-Idowu, 2010. Marker-Assisted-Selection (MAS): Bağçılıq məhsullarının yetişdirilməsində genetik qazancı artırmaq üçün sürətli bir yol. Afr. J. Biotechnol., 9: 8889-8895.
Birbaşa Link |

15: Joker, D., 2000. Neolamarckia cadamba (Roxb.) Bosser ( Anthocephalus chinensis (Lam.) A. Rich. ex Walp.). Toxum vərəqəsi No. 17, sentyabr 2000, Danida Forest Seed Centre, Danimarka, səh: 1-2.

16: Kelleher, C.T., J. Wilkin, J. Zhuang, A.J. Cortes və A.L.P. Quintero və b., 2012. Yabanı populyasiyalarda SNP kəşfi, gen müxtəlifliyi və əlaqə tarazlığı Populus tremuloidlər. Ağac Genet. Genomlar, 8: 821-829.
CrossRef |

17: Krutovski, K.V. və D.B. Neale, 2005. Douglas firində soyuqdavamlılıq və odun keyfiyyəti ilə əlaqəli namizəd genlərində nukleotid müxtəlifliyi və əlaqə tarazlığı. Genetika, 171: 2029-2041.
CrossRef |

18: Kumar, M., S. Thammannagowda, V. Bulone, V. Chiang və K.H. Han və b., 2009. Selüloz sintaza genləri üçün nomenklaturanın yenilənməsi. Populus. Trends Plant Sci., 14: 248-254.
CrossRef | PubMed | Birbaşa Link |

19: Kwok, P.Y., C. Carlson, T.D. Yager, W. Ankener və D.A. Nickerson, 1994. PCR məhsullarının flüoresan əsaslı ardıcıllığı ilə insan DNT variasiyalarının müqayisəli təhlili. Genomika, 23: 138-144.
CrossRef | PubMed | Birbaşa Link |

20: Lau, E.T., W.S. Ho və A. Julaihi, 2009. Molekulyar klonlama sellüloza sintaza gen, SpCesA1 ksileminin inkişafından Shorea parvifolia spp. Parvifolia. Biotexnologiya, 8: 416-424.
CrossRef | Birbaşa Link |

21: Librado, P. və J. Rozas, 2009. DnaSP v5: DNT polimorfizmi məlumatlarının hərtərəfli təhlili üçün proqram. Bioinformatika, 25: 1451-1452.
CrossRef | PubMed | Birbaşa Link |

22: Mondal, S., G.K. Dash və S. Acharyya, 2009. Analjezik, iltihab əleyhinə və qızdırmasalıcı tədqiqatlar Neolamarkia kadamba hürür. J. Pharm. Res., 2: 1133-1136.

23: Narayanan, C., S.A.Vali, R.Şukla, R.Kumar, A.K. Mandal və S.A. Ansari, 2007. Tik ağacının molekulyar xarakteristikası üçün RAPD və ISSR markerləri (Tectona grandis) üstəgəl ağaclar. J. Trop.Sci., 19: 218-225.
Birbaşa Link |

24: Nasu, S., J. Suzuki, R. Ohta, K. Hasegawa və R. Yuia və b., 2002. Düyüdə tək nukleotid polimorfizmlərini (SNP) axtarın və təhlil edin.Oryza sativa, Oryzarufipogon) və SNP markerlərinin yaradılması. DNA Res., 9: 163-171.
CrossRef | PubMed | Birbaşa Link |

25: Nordborg, M., 2000. Əlaqələrin tarazlığı, gen ağacları və özünün formalaşması: qismən özünü gübrələmə ilə ataların rekombinasiya qrafiki. Genetika, 154: 923-929.
Birbaşa Link |

26: Olson, M.S., A.L. Robertson, N.Takebayashi, S. Silim, W.R. Schroeder və P. Tiffin, 2010. Balzam qovaqlarında nukleotid müxtəlifliyi və əlaqə balanssızlığı (Populus balzamifera). New Phytol., 186: 526-536.
PubMed | Birbaşa Link |

27: Patel, D. və V. Kumar, 2008. Farmakoqnostik tədqiqatlar Neolamarkia kadamba (Roxb.) Bosser yarpağı. Int. J. Green Pharm., 2: 26-27.
CrossRef |

28: Plomion, C., C. Pionneau, J. Brach, P. Costa və H. Bailleres, 2000. Dəniz şamının ksileminin inkişafında sıxılma ağacına cavab verən zülallar (Pinus pinaster Ait.). Bitki Physiol., 123: 959-969.
PubMed |

29: Rafalski, A., 2002. Bitki genetikasında tək nukleotid polimorfizmlərinin tətbiqi. Curr. Rəy. Bitki Biol., 5: 94-100.
CrossRef | Birbaşa Link |

30: Seca, A.M.L. və F.M.J. Domingues, 2006. Evkalipt ağaclarında bəzi kimyəvi parametrlərlə əsas sıxlıq və pulpa məhsuldarlığı əlaqəsi. Pesquisa Agropecuaria Bras., 41: 1687-1691.
CrossRef | Birbaşa Link |

31: Somerville, C., 2006. Ali bitkilərdə sellüloza sintezi. Annu. Rev. Cell Dev. Biol., 22: 53-78.
PubMed | Birbaşa Link |


Təşəkkürlər

Stiven Keller, Maren Friesen və Sergey Nuzhdin-ə müzakirələrə görə, Jean-Marie Prosperi və Magalie Delalande-yə layihənin inkişafı və idarə edilməsinə görə təşəkkür edirik. M. truncatula germplasm kolleksiyası (toxumlar http://www1.montpellier.inra.fr/BRC-MTR/ saytında mövcuddur) və bəzilərinin inkişafı üçün Thierry Huguet və M. El Arbi M. truncatula germplazma. Bu iş qismən Minnesota Universitetinin Superkompüter İnstitutunda hesablama resurslarından istifadə etməklə həyata keçirilib və Milli Elm Fondunun qrantı 0820005 tərəfindən maliyyələşdirilib.


Materiallar və metodlar

Nümunələr və ardıcıllıq

24 genotipdən yarpaq nümunələri toplanmışdır P. tremula və 24 genotipi P. tremuloides (Cədvəl S1). Genomik DNT yarpaq nümunələrindən çıxarıldı və bütün genotiplər üçün əlavə ölçüləri 650 bp olan qoşalaşmış ardıcıllıq kitabxanaları quruldu. Minimum gözlənilən dərinliyi 20 × olan bütün genom ardıcıllığı Stokholmdakı Elm üçün Life Laboratoriyasında Illumina HiSequation 2000 platformasında həyata keçirildi və bütün genotiplər üçün 2×100-bp cütləşdirilmiş oxunuşlar yaradıldı. İki nümunə P. tremuloides gözlənilən əhatəni təmin edə bilmədi və buna görə də sonrakı təhlillərdən çıxarıldı. Biz ictimaiyyətə açıq olan qısa oxunan 24 Illumina məlumatını əldə etdik P. trichocarpa Milli Biotexnologiya İnformasiya Mərkəzindən (NCBI) Qısa Oxuma Arxivindən (SRA) olan şəxslər (Cədvəl S1). Fərdlər iki ağcaqovaq növünün nümunələri ilə oxşar oxuma dərinliyinə malik olmaq üçün seçilmişdir. qoşulma nömrələri P. trichocarpa nümunələri Evansda tapa bilərsiniz və b. (2014). Beləliklə, bütün təhlillər 24-dən alınan məlumatlara əsaslanır P. tremula, 22 P. tremuloides, və 24 P. trichocarpa genotiplər.

Xam oxunmuş filtrləmə, oxu düzülməsi və emaldan sonrakı hizalama

Hizalanmanı oxumazdan əvvəl biz Trimmomatic (Lohse və b. 2012) oxunuşlardan adapter ardıcıllığını silmək üçün. Oxumaların keyfiyyəti həmişə oxunmaların sonuna doğru aşağı düşdüyündən, keyfiyyət dəyərləri <20 olduqda oxuların başlanğıcından və/və ya sonundan əsasları kəsmək üçün Trimmomatic istifadə etdik. Əgər işlənmiş oxunuşların uzunluğu kəsildikdən sonra <36 əsaslara endirilibsə, oxunmalar tamamilə atılıb. FastQC (http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/) xam ardıcıllıq məlumatları ilə süzülmüş verilənlər arasında hər bir əsas ardıcıllığın keyfiyyətini yoxlamaq və müqayisə etmək üçün istifadə edilmişdir. Keyfiyyətə nəzarət edildikdən sonra, hər bir nümunədən bütün qoşalaşmış və yetim tək uçlu oxunuşlar nümunəyə uyğunlaşdırıldı. P. trichocarpa versiya 3 (v3.0) genomu ( Tuskan və b. 2006) bwa-0.7.10-da standart parametrlərlə BWA-MEM-dən istifadə (Li 2013).

Aşağı axın təhlilində artefaktların sayını minimuma endirmək üçün düzülmələrin bir neçə sonrakı emal addımları yerinə yetirildi: Birincisi, biz əlavələr və silmə (indel) yenidən hizalamasını həyata keçirdik, çünki uyğun gəlməyən əsaslar adətən indelləri olan bölgələrdə tapılır ( Wang və b. 2015). Genom Analizi Alətlər dəstində (GATK) RealignerTargetCreator ( DePristo və b. 2011) ilk dəfə yenidən tənzimlənməyə ehtiyacı olan şübhəli görünən intervalları tapmaq üçün istifadə edilmişdir. Sonra IndelRealigner bu intervallarda realigner idarə etmək üçün istifadə edilmişdir. İkincisi, PCR dublikatları nəticəsində əldə edilən oxunmalar ardıcıllıq kitabxanasının hazırlanması zamanı yarana biləcəyi üçün biz eyni xarici koordinatlara malik olan oxunuşları və ya oxu cütlərini silmək üçün Picard paketində (http://broadinstitute.github.io/picard/) MarkDuplicates metodlarından istifadə etdik. və eyni əlavə uzunluğu. Belə hallarda, aşağı axın təhlili üçün yalnız ən yüksək ümumiləşdirilmiş əsas keyfiyyətlərə malik tək oxunuş saxlanıldı. Üçüncüsü, paraloq və ya təkrarlanan DNT ardıcıllığının səbəb olduğu genotipləşdirmə xətalarını istisna etmək, burada oxunanların istinad genomu ilə zəif xəritələşdirilməsi və ya digər genom xüsusiyyətləri arasındakı fərqlər. P. trichocarpaP. tremula və ya P. tremuloides, biz oxunuş əhatəsinin empirik paylanmasını araşdırdıqdan sonra son dərəcə aşağı və çox yüksək oxuma dərinliyi olan saytları sildik. Hər növ üzrə bütün nümunələr üzrə ümumi əhatə dairəsi <100× və ya >1200× olan saytları süzgəcdən keçirdik. Oxumalar genomun bir çox yeri ilə əlaqələndirildikdə, onlar təsadüfi olaraq BWA-MEM tərəfindən sıfır xəritələşdirmə balı ilə bir yerə təyin edildi. Bu cür yanlış hizalanma effektlərini nəzərə almaq üçün, hər bir növdə bütün fərdlər arasında sıfıra bərabər xəritəçəkmə balı ilə >20 xəritələnmiş oxunuşlar varsa, biz həmin saytları sildik. Nəhayət, çox təkrarlanan genomik bölgələrdə qısa oxunan uyğunlaşma ümumiyyətlə etibarsız olduğundan, biz RepeatMasker tərəfindən müəyyən edilən məlum təkrar elementlərlə üst-üstə düşən saytları süzdük (Tarailo-Graovac və Chen 2009). Nəhayət, üçdə bütün bu filtrləmə meyarlarını keçən saytların alt çoxluğu Populus növlərdən aşağı axın analizlərində istifadə edilmişdir.

Tək nukleotid polimorfizmi və genotip çağırışı

Biz bir-birini tamamlayan iki bioinformatika yanaşmasını tətbiq etdik: Birincisi, bir çox tədqiqatlar NGS məlumatlarından genotip çağırma yanaşmasından istifadə edərək populyasiyanın genetik təxminlərinə xas olan qərəzliliyə diqqət çəkdi (Nilsen və b. 2011 Nevado və b. 2014). Tək və ya çox nümunəli genotip çağırışı sahə tezliyi spektrinin (SFS) qiymətləndirilməsində qərəzliliyə səbəb ola bilər, çünki birincisi adətən nadir variantların həddən artıq qiymətləndirilməsinə səbəb olur, ikincisi isə əksinə (Nilsen) və b. 2011). Buna görə də, bu işdə proqram paketində tətbiq olunan metoddan istifadə etdik—Növbəti Nəsil Sıralama Məlumatlarının Təhlili (ANGSD v0.602) ( Korneliussen və b. 2014) — genotipləri çağırmadan SFS-ni və SFS-dən əldə edilən bütün populyasiya genetik statistikasını qiymətləndirmək. İkincisi, dəqiq tək nukleotid polimorfizmi (SNP) və genotip çağırışları tələb edən analizlər üçün biz GATK v3.2.2 (DePristo) HaplotypeCaller ilə SNP çağırışı həyata keçirdik. və b. 2011), hər bir fərd üçün haplotiplərin yerli yenidən yığılması yolu ilə eyni vaxtda SNP və indelləri çağırdı və tək nümunəli genomik VCFs (gVCF) yaratdı. GATK-dakı gVCF-lər daha sonra çox nümunəli qeydləri birləşdirmək, genotip ehtimallarını düzəltmək, yeni birləşdirilmiş qeydi yenidən genotipləşdirmək və yenidən annotasiya etmək üçün istifadə edilmişdir. Daha sonra yanlış müsbət SNP-lərin sayını azaltmaq və yüksək keyfiyyətli SNP-ləri saxlamaq üçün aşağıdakı filtrləmə addımlarından istifadə edildi: (1) Biz bütün əvvəlki filtrləmə meyarları ilə istisna edilmiş saytlarla üst-üstə düşən bütün SNP-ləri çıxardıq. (2) Biz hər hansı bir indeldən >5 bp məsafədə yalnız biallelik SNP-ləri saxladıq. (3) Biz genotip keyfiyyət balı (GQ) <10 olan genotipləri əskik hesab etdik və sonra genotip çatışmazlığı nisbəti >20% olan həmin SNP-ləri çıxardıq. (4) Hardy-Weinberg tarazlığından əhəmiyyətli sapma göstərən SNP-ləri çıxardıq (P < 0,001). Bütün filtrlərdən sonra üçü arasında 8,502,169 SNP aşkar edildi Populus növlər və aşağı axın analizlərində istifadə edilmişdir.

Əhali strukturu

ADMIXTURE (Alexander) ilə populyasiya strukturu təhlillərini aparmaq üçün kiçik allel tezliyi >0.1 olan dördqat sinonim SNP-lərdən istifadə etdik. və b. 2009). Biz Növlər arasında nümunə götürülmüş bütün fərdlər və hər bir növ daxilindəki nümunələr üzərində ADMIXTURE tətbiq etdik. Genetik klasterlərin sayı (K) 1-dən 6-ya qədər dəyişdi. Genetik klasterlərin ən çox ehtimal edilən sayı ADMIXTURE-də çarpaz doğrulama xətasını minimuma endirməklə seçildi.

Müxtəliflik və fərqlilik: əlaqəli ümumi statistika

Nukleotid müxtəlifliyi və fərqlilik təxminləri üçün ANGSD ilə bütün aşağı axın analizlərində yalnız xəritələmə keyfiyyəti >30 olan oxunuşlar və keyfiyyət balı >20 olan əsaslar istifadə edilmişdir (Korneliussen və b. 2014). Birincisi, biz ANGSD-də -doSaf tətbiqindən SAMTools genotip ehtimalı modelinə əsaslanan sayt-allel-tezlik ehtimalını hesablamaq üçün istifadə etdik ( Li və b. 2009). Sonra, hər növ üçün gözləntilərin maksimumlaşdırılması alqoritmindən istifadə edərək optimallaşdırılmış qatlanmış qlobal SFS əldə etmək üçün ANGSD-də -realSFS tətbiqindən istifadə etdik. Qlobal SFS əsasında biz ANGSD-də -doThetas funksiyasından maksimum ehtimal yanaşmasına əsaslanaraq allel tezliyinin posterior ehtimalından sayt başına nukleotid müxtəlifliyini qiymətləndirmək üçün istifadə etdik (Kim və b. 2011). Nukleotid müxtəlifliyinin iki standart qiymətləndirməsi, orta cüt nukleotid müxtəlifliyi (Θ)π) (Tajima 1989) və ayıran yerlərin nisbəti (ΘV) (Watterson 1975) və bir neytrallıq statistik testi, Tajimanın D (Tajima 1989), 100 kilobaza (kbp) və 1 meqabaza (Mb) olan üst-üstə düşməyən sürüşmə pəncərələrindən istifadə edərək bütün 19 xromosom boyunca ümumiləşdirilmişdir. Əvvəlki keyfiyyətli filtrləmə addımlarından qalan əhatə olunmuş saytların <10%-i olan Windows xaric edildi. Sonda, hər bir pəncərədə orta hesabla 50,538 və 455,910 qapalı baza olan 3340 100 kbp və 343 1 Mb pəncərə daxil edilmişdir.

Bütün bu statistikalar eyni zamanda hər üç funksional element növü üçün (0-qat qeyri-sinonim, dördqat sinonim, intron, 3' UTR, 5' UTR və genlərarası saytlar) üst-üstə düşməyən 100 kbp və 1 Mb pəncərələr üzərində hesablanmışdır. Populus növlər. Gen modelləri kateqoriyası gen şərhini izlədi P. trichocarpa versiya 3.0 (Tuskan və b. 2006). Zülal kodlayan genlər üçün, üç növün eyni gen strukturlarına malik olmasını təmin etmək üçün yalnız əvvəlki filtrləmə addımlarından qalan örtülü saytların ən azı 90%-i olan genləri daxil etdik. Hər bir gendə fərqli transkriptlərlə üst-üstə düşən bölgələr üçün hər bir saytı aşağıdakı iyerarxiyaya görə (ən yüksəkdən ən aşağıya) təsnif etdik: kodlaşdırma bölgələri (CDS), 3′ UTR, 5′ UTR və intron. Beləliklə, əgər sayt bir transkriptdə 3′ UTR-də və digəri üçün CDS-də yerləşirsə, sayt CDS kimi təsnif edilirdi. Biz hər bir gen daxilində sinonim və qeyri-sinonim saytları təsnif etmək üçün zülal kodlaşdırma saytlarının ən yüksək məzmununa malik transkriptdən istifadə etdik. Cəmi 16.52, 3.4, 7.19, 4.02, 31.89 və 73.46 Mb 0-qat qeyri-sinonimə (burada bütün DNT ardıcıllığının dəyişməsi zülal ardıcıllığının dəyişməsinə səbəb olur), dördqat sinonimə (bütün DNT ardıcıllığının dəyişməsi eyni zülal ardıcıllığına səbəb olur) bölündü. ), 3′ UTR, 5′ UTR, intron və intergenik kateqoriyalar.

Əlaqələrin tarazlığı və populyasiya miqyaslı rekombinasiya dərəcəsi

Bağlantı disbalansının (LD) və əhali miqyaslı rekombinasiya dərəcəsinin təhlili üçün cəmi 1,409,377 SNP, 1,263,661 SNP və kiçik allel tezliyi >10% olan 710,332 SNP istifadə edilmişdir.ρ) içində P. tremula, P. tremuloides, və P. trichocarpa, müvafiq olaraq. Üç arasında LD tənəzzül dərəcəsini hesablamaq və müqayisə etmək Populus növlər üçün ilk olaraq PLINK 1.9 ( Purcell və b. 2007) hər növdə SNP-lərin sayını təsadüfi olaraq 100.000-ə endirmək. Sonra kvadrat korrelyasiya əmsallarını hesabladıq (r 2 ) PLINK 1.9 istifadə edərək 50 kbp məsafədə olan bütün SNP cütləri arasında. Qeyri-xətti reqressiyadan istifadə etməklə, LD-nin fiziki məsafəyə qarşı tənəzzülü təxmin edilmişdir r 2 vs. baza cütlərində saytlar arasındakı fiziki məsafə (Remington və b. 2001).

Biz əhali miqyaslı rekombinasiya nisbətini təxmin etdik ρ LDhat 2.2-nin Interval proqramından istifadə edərək (McVean və b. 2004) 1,000,000 MCMC iterasiyası ilə hər 2000 iterasiya nümunəsi və 5 blok cəza parametri. MCMC iterasiyalarının ilk 100,000 iterasiyası yanma kimi atıldı. Sonra miqyaslı dəyəri hesabladıq ρ hər 100 kbp və 1 Mb pəncərədə həmin pəncərədəki bütün SNP-lər üzərində orta hesabla. Qiymətləndirmə üçün yalnız >10,000 (100 kbp pəncərələrdə) və 100,000 sayt (1 Mb pəncərələrdə) və əvvəlki filtrləmə addımlarından qalan 100 SNP olan pəncərələrdən istifadə edilmişdir. ρ.

Yeni amin turşusu mutasiyalarının fitnes təsirlərinin paylanmasının və adaptiv amin turşusu əvəzedicilərinin nisbətinin qiymətləndirilməsi

Biz fərdi Perl skriptindən istifadə edərək, SNP məlumatlarından seçilmiş saytlar sinfi (0 qat qeyri-sinonim saytlar) və güman edilən neytral istinad saytları sinfi (dördqat sinonim saytlar) üçün hər növdə qatlanmış SFS yaratdıq. Əhali ölçüsünün dəyişməsi addımı ilə demoqrafik modelə uyğunlaşmaq üçün fitness effektlərinin (DFE)-α (Keytley və Eyre-Uoker 2007) proqram paylanmasında həyata keçirilən maksimum ehtimal (ML) yanaşmasından istifadə etdik. neytral SFS-ə. Seçilmiş sayt sinfində yeni zərərli mutasiyaların fitnes effektləri demoqrafik model üçün təxmin edilən parametrlər daxil edildikdən sonra qamma paylanmasından nümunə götürüldü. Bu metod, neytral yerlərdə yeni mutasiyaların fitnes effektlərinin sıfır olduğunu və seçilmiş saytlarda qeyd-şərtsiz zərərli olduğunu fərz edir, çünki o, faydalı mutasiyaların polimorfizmə töhfə vermək üçün çox nadir olduğunu fərz edir (Keightley və Eyre-Walker 2007). Amin turşusu mutasiyalarının müxtəlif effektiv seçim güclərinə düşən nisbətini bildiririk (Nes) diapazon: müvafiq olaraq 0–1, 1–10 və >10.

Təxmin edilən DFE-dən, uyğunlaşan amin turşusu əvəzetmələrinin nisbəti (α) və 0-qat qeyri-sinonim yerlərdə adaptiv əvəzetmənin nisbi sürəti (ω) Eyre-Walker və Keightley (2009) metodu ilə qiymətləndirilmişdir. Bu üsul populyasiyanın sayındakı keçmiş dəyişiklikləri və bir qədər zərərli mutasiyaların mövcudluğunu açıq şəkildə izah edir. GATK tərəfindən aşkar edilən cəmi 8,502,169 SNP arasında orta hesabla <1% iki ağcaqovaq növündən biri arasında paylaşıldı. P. trichocarpa (Şəkil S2). Buna görə də biz aspen növlərindən istifadə etdik və P. trichocarpa bir-birindən kənar növlər kimi dördqat sinonim və 0 qat qeyri-sinonim yerlərdə növlər arası nukleotid fərqini hesablamaq üçün ortaq əcdad polimorfizmlərindən təsirlənmə ehtimalı azdır. Jukes-Cantor çoxsaylı hit korreksiyası fərqlilik təxminlərinə tətbiq edilmişdir (Jukes və Cantor 1969). Parametrləri üçün Nes, α və ω, biz R (R Develpment Core Team 2014) istifadə edərək hər bir sayt sinfində bütün SNP-lər arasında təsadüfi nümunə götürməklə 200 yükləmə nüsxəsini yaratdıq. Bootstrap replikasiyalarının yuxarı və aşağı 2,5%-ni xaric etdik və qalanları hər bir parametr üçün 95% etibarlılıq intervallarını təmsil etmək üçün istifadə etdik.

Müxtəlifliyin genomik korrelyasiyaları

Hər üçündə neytral polimorfizm səviyyəsinə təsir edən amilləri araşdırmaq Populus növlər, biz əvvəlcə genik bölgələrdəki dördqat sinonim yerlərin seçici olaraq neytral olduğunu güman etdik, çünki dördqat degenerasiya olunmuş yerlərdə hər bir mümkün mutasiya sinonimdir. Aşağıda dördqat sinonimik yerlərdə (θ) qoşa nukleotid müxtəlifliyinə istinad edirik.dörd qat) “neytral polimorfizm” kimi. Genik bölgə ilə müqayisə olaraq, biz intergenik yerlərdə (θ) nukleotid müxtəlifliyinin səviyyələrini də təxmin etdik.Genlərarası). Daha sonra polimorfizm nümunələri ilə əlaqəli ola biləcək hər 100 kbp və 1 Mb pəncərədə bir neçə digər genomik xüsusiyyətləri cədvəlləşdirdik. Əvvəlcə populyasiya miqyaslı rekombinasiya dərəcəsini ümumiləşdirdik (ρ) hər növ üçün yuxarıda təsvir edildiyi kimi. İkincisi, biz GC məzmununu istinad ardıcıllığının (P. trichocarpa v3.0) G və ya C idi. Üçüncüsü, biz gen sıxlığını hər bir pəncərə daxilində funksional genlərin sayı kimi, gen annotasiyasına uyğun olaraq ölçdük. P. trichocarpa versiya 3.0. Pəncərənin içərisinə düşən genin hər hansı bir hissəsi tam gen kimi sayılırdı. Dördüncüsü, ağcaqovaq və ağcaqanadlar arasında neytral sahəyə görə sabit fərqlərin sayını (ya dördqat sinonim, ya da genlərarası sahələr) hesablayaraq mutasiya dərəcəsinin dəyişməsini hesabladıq. P. trichocarpa ngsTools-da ( Fumagalli və b. 2014). Aspen və arasında fərqdən istifadə etməyimizin səbəbi P. trichocarpa mutasiya sürətinin ölçülməsi onların uzaqdan əlaqəli olmasıdır (Vanq və b. 2014) və fərqliliyin təxmininə yuxarıda göstərildiyi kimi növlər arasında paylaşılan əcdad polimorfizmlərinin təsir göstərməsi ehtimalı azdır. Beşincisi, biz bütün əvvəlki filtrləmə meyarlarından qalanlar kimi hər bir pəncərədə əhatə olunmuş bazaların sayını cədvələ saldıq.

Maraqlanan dəyişənlər arasındakı cüt korrelyasiyaları yoxlamaq üçün Spearmanın dərəcə sıra korrelyasiya testindən istifadə etdik. Dəyişənlər arasındakı avtokorrelyasiyanı nəzərə almaq üçün biz digər dəyişənlərin çaşdırıcı təsirlərini aradan qaldıraraq maraq dəyişənləri arasında qismən korrelyasiyaları daha da hesabladıq (Kim və Soojin 2007). Bütün statistik testlər başqa cür göstərilmədiyi təqdirdə R 3.2.0 versiyasından istifadə etməklə həyata keçirilmişdir.

Məlumatın mövcudluğu

Bütün yeni yaradılan Illumina 24 oxuyur P. tremula və 22 P. tremuloides bu tədqiqatdan NCBI-da SRA-ya təqdim edilmişdir. Bütün qoşulma nömrələri Cədvəl S1-də tapıla bilər.


Mücərrəd

Son inkişaflar, tam genomlar da daxil olmaqla, ictimaiyyətə açıq olan böyük genomik məlumatların böyük artmasına səbəb oldu. 1000 Genom Layihəsi çoxlu sayda fərdi genomların ardıcıllığının nəticələrini açıqlayan və insan genetik variasiyası üzrə saysız-hesabsız genişmiqyaslı tədqiqatların aparılmasına imkan verən əsas töhfəçi olmuşdur. Bununla belə, məqsəd yüzlərlə əsas cütü əhatə edən məlumat dəstlərinin bəzi təhlillərinə aid olduqda və tək nukleotid polimorfizmlərinin (SNP) haplotip ardıcıllığını nəzərdən keçirərkən, hazırda mövcud olan vasitələr kifayət deyil. Burada, məlumatların təhlili sürətini artıraraq, populyasiyanın genetik məlumatlarının müxtəlif xülasə statistikasını hesablamağa imkan verən böyük məlumat dəstləri ilə məşğul olmaq üçün yeni və güclü alət təqdim edirik.

Sitat: Soares I, Moleirinho A, Oliveira GNP, Amorim A (2015) DivStat: Genomik Müxtəlifliyin Tək Nukleotid Polimorfizminin Təhlili üçün İstifadəçi üçün Rahat Alət. PLoS ONE 10(3): e0119851. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0119851

Akademik redaktor: Swarup Kumar Parida, Bitki Genomu Tədqiqatları Milli İnstitutu (NIPGR), HİNDİSTAN

Qəbul edildi: 19 iyun 2014-cü il Qəbul edildi: 18 yanvar 2015-ci il Nəşr olundu: 10 mart 2015-ci il

Müəlliflik hüququ: © 2015 Soares et al. Bu, Creative Commons Attribution License şərtlərinə uyğun olaraq paylanmış açıq giriş məqaləsidir və orijinal müəllif və mənbə qeyd olunmaqla istənilən mühitdə qeyri-məhdud istifadəyə, paylanmaya və reproduksiyaya icazə verir.

Məlumatın mövcudluğu: DivStat proqram təminatı MACINTOSH, UNIX və WINDOWS sistemləri üçün https://www.mediafire.com/folder/za5wjlcoc5oi1/DivStat və http://www.portugene.com/DivStat.html veb-saytlarında dərs vəsaitləri ilə birlikdə yükləmək üçün sərbəst mövcuddur. , nümunə faylları və quraşdırma təfərrüatları.

Maliyyələşdirmə: Bu iş Portuqaliya Elm və Texnologiya Fondu (FCT) tərəfindən dəstəklənib (SFRH/BD/73508/2010) A. M. IPATIMUP Portuqaliya Elm, Texnologiya və Ali Təhsil Nazirliyinin Laboratoriyasıdır və qismən FCT tərəfindən dəstəklənir. Tədqiqatın dizaynında, məlumatların toplanmasında və təhlilində, nəşr etmək qərarında və ya əlyazmanın hazırlanmasında maliyyəçilərin heç bir rolu olmayıb.

Rəqabətli maraqlar: Müəlliflər heç bir rəqabət aparan maraqların olmadığını bəyan ediblər.


Nukleotid müxtəlifliyi nişasta sintaza IIa və düyüdə nişastanın jelatinləşmə temperaturu və digər fiziki-kimyəvi xassələri ilə bağlı tək nukleotid polimorfizmlərinin təsdiqi (Oryza sativa L.)

Nişastanın jelatinləşmə temperaturu (GT), görünən amiloz tərkibi (AAC), yapışdırma temperaturu (PT) və digər fiziki-kimyəvi xassələri kimi xüsusiyyətləri müxtəlif düyü məhsullarının keyfiyyətini, məsələn, yemək, bişirmə və emal keyfiyyətlərini müəyyən edir. Düyü ununun GT-si tərəfindən idarə olunur alk ilə birgə xəritələnmiş yer nişasta sintaza IIa (SSIIa) yer. Bu araşdırmada biz intron 6, ekson 7, intron 7, ekzon 8 və 3′-dən tərcümə olunmamış bölgənin bir hissəsini əhatə edən 2,051 bp DNT fraqmentini ardıcıllaşdırdıq. SSIIa müxtəlif coğrafi paylanması və nişastanın fiziki-kimyəvi xassələrinin dəyişməsi ilə 30 düyü sortları üçün. Cəmi 24 tək nukleotid polimorfizmi (SNP) və bir daxiletmə/delesiya (InDel) müəyyən edilmişdir ki, bunlar doqquz haplotipə təsnif edilə bilər. Orta cüt nukleotid müxtəlifliyi π 0,00292 və Uottersonun qiymətləndiricisi idi θ düyü germplazmasının bu kolleksiyasında 0,00296 idi. Tajimanın D seçim testi neytral gözləntidən əhəmiyyətli sapma göstərmədi (D = − 0.04612, P > 0,10). Bununla belə, yeddi SNP və pik GT arasında əhəmiyyətli bir əlaqə tapıldı (T səh) saat P < 0.05, bunlardan iki bitişik SNP (GC/TT) ilə çox güclü əlaqə nümayiş etdirdi. T səh (P < 0,0001). Bəzi nadir istisnalarla, bu GC/TT polimorfizmi təkbaşına yüksək və ya ara GT (GC allelinə malik) olan düyü sortlarını aşağı GT (TT allelinə malik) olanlardan fərqləndirə bilər. Bunun əksinə olaraq, bu SNP və ya InDel-in heç biri amiloza məzmunu ilə əhəmiyyətli dərəcədə əlaqəli deyildi. Məlum fiziki-kimyəvi xassələrə (məsələn, AAC və PT) və digər nişasta sintez edən genlərin məlum allellərinə malik olan daha 509 düyü sortunun genotipi müəyyən edilmişdir. SSIIa GC/TT allelləri. Assosiasiya təhlili göstərdi ki, bu nümunələrdə AAC-nin ümumi dəyişməsinin 82%-i (CT) ilə izah edilə bilər.n sadə ardıcıllığın təkrarı (SSR) və Waxy geninin G/T SNP (Wx) və PT-nin ümumi dəyişməsinin 62,4%-i GC/TT polimorfizmi ilə izah edilə bilər. 509 düyü sortundan 245 nümunədən ibarət alt qrup üçün bu molekulyar markerlər ilə istilik və retroqradasiya xüsusiyyətləri arasında əlavə assosiasiya təhlili aparılmışdır. The SSIIa GC/TT polimorfizmi istilik xassələrindəki ümumi dəyişkənliyin 60%-dən çoxunu izah etdi, halbuki SSR və SNP Wx gen qədər izah etdi SSIIa Retroqradasiya xassələrində ümumi dəyişmənin GC/TT. Tədqiqatımız GC/TT polimorfizminin istifadəsinə əlavə dəstək verir SSIIa. 509 düyü çeşidi üzərində apardığımız araşdırmada göstərildiyi kimi, GC/TT SNP, təxminən 90% hallarda yüksək və ya ara GT olan düyüləri aşağı GT olanlardan fərqləndirə bilər. Tək bir PCR reaksiyasında dörd primerdən istifadə etməklə, GC/TT polimorfizmi geniş miqyasda tədqiq edilə bilər. Beləliklə, bu SNP polimorfizmi düyüün GT və digər fiziki-kimyəvi xassələrinin yaxşılaşdırılması üçün markerlə seçimdə çox faydalı ola bilər.

Bu, abunə məzmununun, qurumunuz vasitəsilə girişin önizləməsidir.


Giriş

Məhsulun əhliləşdirilməsi becərmə, məhsul yığımı və istehlakı yaxşılaşdırmaq üçün bir sıra fenotipik dəyişikliklərin vasitəçilik etdiyi mürəkkəb bir prosesdir. düyü (Oryza sativa L.) ən erkən əhliləşdirilmiş məhsul növlərindən biridir və əhliləşdirmə və süni seçmə prosesləri zamanı becərilən düyünün genetik müxtəlifliyi yabanı əcdaddan 80%-ə qədər azalmışdır [1]. Müxtəlifliyin ən ifrat itkisinə müasir yüksək məhsuldar düyü sortlarında rast gəlinir və bu, xəstəliklərə həssaslıq və dəyişən mühitə uyğunlaşma üçün ciddi nəticələrə malikdir [2]. Bunun əksinə olaraq, minilliklər ərzində fermerlər tərəfindən selektiv yetişdirmə yolu ilə tarlada yaranan və təkamül edən düyü torpaqları genetik dəyişkənliyi qoruyub saxlamışdır [3]. Bu variasiya məhsulun yaxşılaşdırılması üçün yeni genlər/alellər təmin etməklə çəltikçiliyə mühüm təsir göstərir. Bununla belə, müasir kənd təsərrüfatının inkişafı ilə çoxlu sayda yerli torpaqlar son 40 il ərzində introduksiya edilmiş müasir sortlar ilə əvəz edilmişdir [4]. Çində, Yunnan və Quizhou əyalətləri kimi bəzi etnik azlıq bölgələri istisna olmaqla, əksər əyalətlərdə düyü torpaqları artıq əkilmir.

Fərqli hündürlüklərdə və iqlim şəraitində və müxtəlif becərmə üsulları, mədəniyyətləri və adət-ənənələri olan ərazilərdə yaşayan müxtəlif etnik qrupların seçilməsi Yunnanda düyü məhsullarının müxtəlifliyinə töhfə verib. Müvafiq olaraq, Yunnan dünya üzrə düyü üçün genetik müxtəlifliyin ən böyük mərkəzlərindən biridir [5-7]. Yunnandakı düyü torpaqları 21°8′ 32′′ şərqdən 29°11′ 18′′ şimal və 97°31′ 39′′ E-dən 106°11′ 47′′ E-yə qədər bir bölgədə geniş yayılmışdır və əkilir. müxtəlif yüksəkliklərdə və müxtəlif iqlim şəraitində [7]. Landraslar Yunnanın cənub-şərq hissəsindəki Honghe prefekturasının Hekou mahalında təxminən 76 m yüksəklikdən Diqing prefekturasının Weixi mahalında 2700 m hündürlükdə böyüyür [7]. Düyü torpaqlarının geniş yayılması hündürlük diapazonu boyunca düyü torpaqlarının genetik quruluşu və diferensiasiya nümunələrinin öyrənilməsi, habelə əhalinin genetik strukturunun formalaşmasında hündürlüyün rolunun öyrənilməsi üçün əla imkan yaradır. Bir sıra tədqiqatlar fenotip əlamətlərinə və ya əlavə/delesiya (indel) molekulyar markerlərə əsaslanaraq Yunnanda hündürlük qradiyenti boyunca düyü torpaqlarının genetik fərqliliyini və paylanmasını tədqiq etmişdir [8-10]. Əvvəlki araşdırmaya görə, hər ikisi göstəriciyapon düyü sortları Yunnanda becərilir [6] və düyü torpaqlarının paylanması süni şəkildə üç düyü becərilməsi bölgəsinə aşağıdakı kimi təsnif edilə bilər: (1) göstərici 1400 m-dən aşağı hündürlüklərdə kəmər, (2) qarışıq göstəriciyapon 1400 ilə 1600 m arasında olan yüksəkliklərdə kəmər və (3) yapon 1600 m-dən yuxarı hündürlükdə kəmər [8]. Bununla belə, hündürlük dəyişikliyinin populyasiyanın genetik quruluşuna necə təsir etdiyi barədə çox az şey məlumdur. Bundan əlavə, Yunnandakı düyü torpaqlarının yüksəkliyə görə təcrid olub-olmaması aydın deyil. Bu suallar DNT məlumatlarından istifadə etməklə araşdırılmalıdır.

Müxtəlif molekulyar marker növləri arasında sadə ardıcıllıq təkrarı (SSR) markerləri çoxlu bitki növlərində genetik müxtəlifliyi, populyasiya strukturunu və diferensiasiyanı qiymətləndirmək üçün istifadə olunur [11]. Bundan əlavə, DNT sıralama texnologiyasının inkişafı ilə çox lokuslu DNT ardıcıllıqları genetik müxtəlifliyi qiymətləndirmək və filogenetik analizlər üçün uğurla istifadə edilmişdir [12-15]. DNT ardıcıllığı fərqləri birbaşa olaraq genetik fərqləri əks etdirir, ardıcıllıq müqayisəsi genetik müxtəlifliyi və diferensiasiyanı aşkar etmək üçün ideal üsuldur.

Biz Çinin Yunnan şəhərindən geniş hündürlükdə müxtəlif düyü torpaqları topladıq və gen ardıcıllığını və SSR markerlərini təhlil etdik. Məqsədlərimiz düyü torpaqlarının genetik quruluşunu araşdırmaq və genetik fərqləndirmədə hündürlüyə görə izolyasiyanın rolunu qiymətləndirmək idi.


Müzakirə

Genetik müxtəliflik və əhali demoqrafiyası P. krempfii

Təhlillərimiz çox aşağı səviyyədə nukleotid polimorfizmini aşkar etdi P. krempfii. Nüvə lokusları üçün orta səssiz nukleotid müxtəlifliyi P. krempfii (πs = 0.0015 θws = 0,0020) tapılanlarla müqayisə edilə bilər Pinus cembra (πs = 0.0024 θws = 0,0024) (Mosca et al. 2012), lakin digər şam ağaclarından xeyli aşağıdır (Şəkil 3 Cədvəl S7). üçün mtDNT, biz on arasında heç bir polimorfizm aşkar etmədik mtDNT bölgələri (təxminən 10 kbp). Üçün aşağı nukleotid variasiyası olsa da mtİynəyarpaqlıların bəzilərində DNT müşahidə edilmişdir mtBu işdə təhlil edilən DNT bölgələri şam ağaclarında əvvəlki populyasiya tədqiqatlarında geniş şəkildə istifadə edilmişdir və məhdud yayılma diapazonuna malik olanlar da daxil olmaqla əksər şam növləri üçün müxtəlif səviyyələrdə polimorfizm bildirilmişdir (Chiang et al. 2006 Eckert et al. 2008 Wang et al. al. 2011). Məsələn, Eckert et al. (2008) ildə 14 mitotip aşkar etmişdir Pinus balfouriana, dörd əsasında yalnız iki ayrı populyasiyası olan Kaliforniya endemik şam mtBu tədqiqatda iştirak edən DNT fraqmentləri. Üçün cpSSR, haplotip müxtəlifliyi (He = 0,911)-də aşkar edilmişdir P. krempfii ən şam növlərində müşahidə edildiyi kimi yüksək idi (Höhn et al. 2005 Petit et al. 2005 Wang et al. 2011, 2013). arasında genetik müxtəlifliyin ziddiyyətli səviyyələri cpSSR və mt- və nüvə DNT ardıcıllığı müşahidə olunur P. krempfii genomik bölgələr arasında fərqli mutasiya dərəcələri ilə bağlı ola bilər. Şam növlərində uzunluq dəyişkənliyi üçün mutasiya dərəcəsi cpSSR lokusları (3,2–7,9 × 10 −5) əvvəlki dövrlərdəki əvəzetmə dərəcələrindən 5–6 bal yüksək idi. mt- (4 × 10 -11) və nüvə DNT (7 × 10 -10) ardıcıllıqları (Provan et al. 1999 Mower et al. 2007 Willyard et al. 2007). kimi digər şam ağaclarında genetik markerlər arasında asimmetrik müxtəliflik müşahidə edilmişdir P. cembra istifadə edərək cpSSR (He = 0,917) və nüvə DNT ardıcıllığı (πs = 0,0024) (Höhn et al. 2005 Mosca et al. 2012). Aralarındakı müxtəliflik fərqi cpSSR nisbətən mt və nüvə lokusları da müxtəlif genomların müxtəlif demoqrafik və selektiv tarixləri ilə bağlı ola bilər. Məsələn, diapazonun parçalanması zamanı itkisi cpFəza baxımından təcrid olunmuş tək populyasiyada DNT müxtəlifliyi qonşu populyasiyalardan səmərəli polen axını ilə kompensasiya edilə bilər, halbuki təcrid olunmuş populyasiyalarda daha güclü darboğaz yarana bilər. mt məhdud toxum yayılması səbəbindən genom. Təbii seçim funksional nüvə lokuslarının genetik müxtəlifliyini azalda bilər, lakin neytrallığa təsir göstərə bilməz cpSSR yerləri. Xülasə, nüvədə nukleotid polimorfizmi və mt genomları P. krempfii İndiyə qədər tədqiq edilən şam növləri arasında ən aşağı idi, yüksək genetik müxtəliflik isə müşahidə edildi cpSSR lokusları, ehtimal ki, SSR markerlərinin hiperdəyişkən təbiəti ilə əlaqədardır.

Biz aşağı (5,2%), lakin mövcud populyasiyalar arasında əhəmiyyətli fərq aşkar etdik P. krempfii. Hətta hər bölgədə FST dəyərlər də (3,8-7,8%) əhəmiyyətli idi. Bu fərqlilik səviyyəsi geniş yayılma diapazonuna malik şam növləri ilə müqayisə edilə bilər (Wang et al. 1991 Ma et al. 2006 Pyhäjärvi et al. 2007). Seçilmiş populyasiyalar arasında coğrafi maneənin olmaması səbəbindən P. krempfii, bu növdə populyasiyanın differensasiyası onun yayılmasının parçalanmış təbiəti ilə bağlı ola bilərdi. Əksər şam ağaclarından fərqli olaraq, P. krempfii təmiz dayaqlar əmələ gətirmir və ayrı-ayrı populyasiyalar kiçik ağac qruplarından və/və ya digər ağac növlərinin sıx kolluqları arasında səpələnmiş tək fərdlərdən ibarətdir (Nguyen və Thomas 2004). Bu şərtlər çox güman ki, onun poleninin və toxumunun yayılmasını məhdudlaşdıracaq və yerli populyasiyalar arasında fərqləndirməyə kömək edəcəkdir. Bundan başqa, P. krempfii rütubətli tropik meşə mühitində yayılmışdır ki, bu da küləklə tozlanmanın qarşısını ala bilər (Turner 2001). Yüksək rütubət polen taxıllarını nəmləndirir və güclü yağışlar tozcuqları havadan yuyur. Xülasə, ayrı-ayrı populyasiyaların nisbi yaxınlığına baxmayaraq, əhalinin aşağı sıxlığı P. krempfii və rütubətli mühit gen axınının qarşısını almış və müəyyən dərəcədə populyasiyanın differensasiyasına səbəb olmuşdur. Bu tapıntılar göstərir ki, hətta çox məhdud paylanmış növlər də genetik cəhətdən fərqli populyasiyalara malik ola bilər.

Nüvə lokuslarından istifadə edən təxmini Bayes hesablama simulyasiyaları bunu təklif etdi P. krempfii təxminən 2450 il əvvəl başlayan eksponensial əhali artımı yaşadı. Əhali genişlənməsi də əsaslanan uyğunsuzluq paylama testi ilə dəstəkləndi cpDNT məlumatları. Əhalinin artımının vaxtı P. krempfii məsələn, bir neçə yüz min il əvvələ aid edilən digər Avrasiya şam ağaclarından çox gec idi. P. densata Tibet Yaylasından (Gao et al. 2012) və P. sylvestris Avropadan (Pyhäjärvi et al. 2007). Beləliklə, əhalinin genişlənməsi üzə çıxdı P. krempfii Pleistosen dövründə qlobal iqlim dəyişkənliyi deyil, regional iqlim dəyişiklikləri və ya insan aktivliyi nəticəsində yarana bilər. Nəsil vaxtını fərz etsək P. krempfii 50 il kimi, populyasiya artımı bu növdə yalnız 49 nəsil davam etdi. Əhali genişlənməsinin bu epizodu geniş polimorfizmin yığılmasına imkan vermək üçün çox qısadır. Üstəlik, yaşayış yeri P. krempfii son onilliklərdə pisləşdi və parçalandı (Nguyen və Thomas 2004), bu da azalma və parçalanma ilə nəticələnə bilərdi. P. krempfii əhali. Əvvəlki tədqiqatların təklif etdiyi kimi, ABC-də tətbiq olunan və tədqiq edilən modellər və uyğunsuzluğun paylanması təhlilləri çox güman ki, çox sadədir (Ingvarsson 2008 Gao et al. 2012). Ehtimal ki, P. krempfii populyasiya ölçüsünün dəfələrlə genişlənməsi və daralmalarından keçmişdir və ən son əhali azalması mövcud simulyasiyalarla aşkar edilməmişdir. Əhali sayının azalması və populyasiyanın parçalanması çox qısa müddətdə nadir allellərin tezliyini azalda bilər (Ellstrand və Elam 1993).

Çox aşağı nukleotid müxtəlifliyi aşkar edilmişdir P. krempfii Avrasiya şamlarının əksəriyyətindən təxminən 2-8 dəfə aşağıdır (Şəkil 3 Cədvəl S7) və onun kiçik populyasiyasının sayına (1,43 × 10 4) uyğundur. ABC analizləri bunu təklif etdi P. krempfii populyasiyanın artım fazasına girməzdən əvvəl 2,8 Myr-dən çox olan cəmi bir neçə yüz fərddən (455) ibarət olduqca kiçik əcdad populyasiyasını saxlamışdır. Bu vəziyyət P. krempfii kimi kiçik əcdad populyasiyası ilə digər relikt gimnospermlərdən fərqlidir Ginkgo bilobaCathaya argyrophylla, buzlaqlardan əvvəl bol və geniş yayılmışdır (Wang and Ge 2006 Gong et al. 2008). Brodribb və Feild (2008) angiospermlər və subtropik podokarplarla rəqabətin uğurunu məhdudlaşdıra biləcəyini fərz etdilər. P. krempfii.

Kiçik populyasiyanın iki mühüm genetik nəticəsi var. Bunlardan biri, genetik sürüşmə nəticəsində genetik müxtəlifliyin itirilməsidir. Digəri, ölümcül və ya yarı öldürücü allellərin yaratdığı homozigotluq və ölüm səviyyəsinin daha yüksək olmasına səbəb olan qohumluğun artmasıdır. Qohumluq əmsalı (FIS = 0,26) in P. krempfii kimi digər şam ağaclarından xeyli yüksəkdir P. pinaster (0,069) (Eveno et al. 2008). Bu araşdırmada biz nümunə götürülmüş şəxslərin əksəriyyətindən konus topladıq və toxumların demək olar ki, hamısının boş olduğunu gördük. Baxmayaraq ki, cütləşmə sistemi P. krempfii tədqiq edilməmişdir, şam növləri öz-özünə uyğundur və hamıya məlumdur ki, bu iynəyarpaqlılar qrupunda boş toxumun olması qohumluq səviyyəsinin artmasının əmin göstəricisidir (Karkkainen et al. 1996). Buna görə də, genetik sürüşmə səbəbiylə müxtəlifliyin itirilməsi bir yana, mövcud olan populyasiyalar P. krempfii həm də qohumluq səbəbindən əlavə itkiyə məruz qala bilər. Cütləşmə sistemi ilə bağlı gələcək tədqiqat P. krempfii qohumluğun bu növdə genetik müxtəlifliyin itirilməsinə əsl təsirini aşkar edə bilər.

Pinus krempfii qədim relikt olduğu düşünülür (Nguyen and Thomas 2004). Alt bölmədə mövcud olan yeganə növdür Krempfianae və 10 milyon ildən çox əvvəl digər şamlardan ayrılmışdır (Willyard et al. 2007). Unikal morfologiyası, fiziologiyası, anatomiyası, məhdud yayılma diapazonu və fərqli yaşayış mühiti də bu növün digər şam ağaclarından uzun müddət təcrid olunduğunu göstərir. Uzun müddətli təcrid, kiçik əhali sayı ilə birlikdə genetik sürüşmənin və qohumluğun təsirini artıra bilərdi. P. krempfii, nəticədə genetik müxtəlifliyin kəskin azalması.

Nukleotid müxtəlifliyi, həmçinin müəyyən genlərdə və ətrafında variasiyanı azaldan seçmə süpürgələrlə və ya neytral variantlarla sıx bağlı olan zərərli mutasiyalara qarşı seçimi təmizləməklə azaldıla bilər (Hahn 2008). Bununla belə, təhlil edilən yerlərin heç birində seçim üçün güclü dəlil tapmadıq. Məsafə üzrə LD-nin sürətlə azalması da genetik avtostopun məhdud təsirlərini təklif etdi. Buna görə, seçim bir neçə lokusda nukleotid dəyişkənliyinin aşağı səviyyələrini qismən izah edə bilsə də, tədqiqatımıza daxil edilmiş nüvə lokusları arasında aşağı səviyyəli variasiyanı izah etmək üçün kifayət qədər görünmür.

Qoruma təsirləri

Aşağı nukleotid polimorfizmi, məhdud paylanma və boş toxumların yüksək nisbəti P. krempfii növün nəsli kəsilmək təhlükəsi ilə üzləşdiyini göstərir. Baxmayaraq ki, ən çox mövcud olan populyasiyalar P. krempfii Hal-hazırda Vyetnamdakı milli parklarda qanuni mühafizə altındadırlar, kiçik ölçülərinə görə ciddi təhlükə və stoxastik proseslər nəticəsində məhv olmaq riski ilə üzləşirlər. Populyasiyanın sayı Beynəlxalq Təbiəti və Təbii Sərvətləri Mühafizə İttifaqı (IUCN) sisteminə (http://www.iucn.org/) uyğun olaraq nəsli kəsilməkdə olan növlərin siyahıya alınması və genetik dəyişkənliyin itirilməsi üçün beş meyardan ən mühümüdür. bir növün biotik və abiotik dəyişikliklər qarşısında qalması potensialını azalda bilər. Beləliklə, genetik müxtəlifliyi və populyasiya sayını artırmaq üçün səy göstərilməlidir P. krempfii. Pinus krempfii təmiz meşələr əmələ gətirmir və adətən sıx subtropik meşələrdə 10-30 ağacdan ibarət kiçik qruplar şəklində baş verir (Nguyen və Thomas 2004). Bu növün davamlılığı və bərpası subtropik meşə mühitindən çox asılıdır. Məsələn, şitil və fidan P. krempfii meşə örtüyü altında kölgə mühiti ilə məhdudlaşdırılmışdır (Nguyen və Thomas 2004). Təəssüf ki, insan fəaliyyəti (məsələn, 1960-cı illərdə müharibə və kənd təsərrüfatı üçün torpaqların təmizlənməsi) və son onilliklərdə iqlim dəyişiklikləri (Nguyen və Thomas 2004) səbəbindən onun yaşayış yerlərinin miqyasında və keyfiyyətində davamlı azalma var. Yaşayış yerlərinin itirilməsi əhalinin sayını azalda bilərdi P. krempfii keçmişdə və gələcəkdə əhalinin bərpasına mane olardı. Buna görə də ilk səylər var olanları bərpa etməkdir P. krempfii Əhalinin yaşayış mühitinin qorunması və bərpası olmalıdır P. krempfii uyğunlaşdırılır.

The yerində yalnız qorunma, lakin məhdud yayılması səbəbindən növləri qoruya və bərpa edə bilməz P. krempfii. Buna görə də, ex situ yaşayış mühitinin pisləşməsini və parçalanmasını kompensasiya etmək üçün mühafizəyə də yüksək üstünlük verilməlidir. Bununla əlaqədar olaraq, introduksiyalar öz-özünə davam edən vəhşi populyasiyalar yaratmaq üçün hazırlana bilər və bu təcrübə uyğun yaşayış mühitlərində aparılmalıdır.

Boş toxumun yüksək nisbəti aşkar edilmişdir P. krempfii bu növün qohumluq depressiyasından əziyyət çəkdiyini göstərir. Beləliklə, genetik cəhətdən fərqli populyasiyalar arasında, hətta eyni cinsin fərdləri arasında idarə olunan xaçlar kimi ənənəvi yetişdirmə təcrübələri genetik müxtəlifliyin bərpasına və zənginləşdirilməsinə kömək edə bilər. P. krempfii. Nəzarət olunan xaçlar iqtisadi və ekoloji cəhətdən əhəmiyyətli bitki növlərinin yabanı populyasiyalarının həm artırılması, həm də qorunması üçün mühüm genetik vasitədir. Baxmayaraq ki, əhalinin diferensasiyası aşağı idi P. krempfii, bəzi populyasiya cütləri (məsələn, Bidoup vs. Cong Troi 103) əhəmiyyətli fərqlər göstərdi (məlumatlar göstərilmir). Buna görə də, bu populyasiyalar arasında nəzarət edilən xaçlar ağlabatan görünür və genetik cəhətdən təkmilləşdirilmiş toxumların istehsalı üçün toxum bağı yaradıla bilər. P. krempfii, lakin potensial faydalar tam tətbiq edilməzdən əvvəl qiymətləndirilməlidir. Gələcək tədqiqatlar təkamül tarixini daha yaxşı başa düşmək üçün həm genomik, həm də ekoloji məlumatlardan istifadə etməlidir P. krempfii və bu növ üçün daha yaxşı kəmiyyət bərpa meyarlarını hazırlamaq üçün əlavə mühafizə səyləri (məsələn, kənar qiymətləndirmə və populyasiyanın canlılığının təhlili) etmək.


Videoya baxın: Dərs vaxtı: Abituriyentlər üçün - Biologiya (BiləR 2022).