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'HoneySweet'(‘蜜糖’)是歐洲李(Prunus domestica)的一個品種,其對李痘病毒(PPV)具有很強的抗性。該品種是由'Bluebyrd'與未知花粉親本雜交形成。其中未知花粉親本的種子含有PPV外殼蛋白基因(CP),是透過35S啟動子驅動轉化而來。以往研究表明'HoneySweet'透過RNAi介導的反應對PPV具有抗性。進一步的DNA印跡實驗表明,插入的DNA發生了重排,導致了兩個CP基因形成髮夾結構以及轉基因的多複製重排。

為了更精確地鑑定'HoneySweet'品種內的插入事件及其潛在影響,近日,Horticulture Research線上發表了美國農業部(USDA)Ann M. Callahan和Christopher D. Dardick等人題為Defining the ‘HoneySweet’ insertion event utilizing NextGen sequencing and a de novo genome assembly of plum (Prunus domestica)的研究論文。

該研究使用二代測序技術對該品種進行了測序,透過分析發現2個不同的插入事件,一個包含7個部分複製,兩側是李子DNA序列;另一個由雙35S啟動子驅動的外殼蛋白基因反向重複,兩側也是李子DNA序列(Fig. 1)。

Fig. 1: Diagram of the initial transformation T-DNA and the rearrangements resulting.

為了確定這兩個轉基因插入的位置,研究者對商品化的六倍體李品種'Improved French'也進行了基因組測序和組裝。獲得201X的二代測序資料和55X的三代測序資料。透過組裝共獲得27,870個scaffold,組裝總長度為1.399Gb。利用2,447個長度大於10Kb的scaffold序列,總長超過95%的基因組序列。進一步將其用於比對'HoneySweet'的轉基因reads片段,來識別'HoneySweet'基因組中的插入位點,結果發現8個匹配scaffold中有4個分別跨越了157,704~654,883bp的插入位點(Fig. 2)。

Fig. 2: Diagram of the plum scaffolds that contain sites that match the insertion events.

此外,該研究還進行了全面的RNA-seq分析,以評估插入事件是否導致了新的轉錄本的產生或改變了鄰近基因的表達。結果表明插入沒有產生新的轉錄單位,也沒有顯著的影響鄰近基因的表達。

總之,透過該研究進一步明確了'HoneySweet'品種內的插入事件,以及對鄰近基因表達變化的影響為更好的研究該品種的抗病機制奠定了基礎

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https://www.nature.com/articles/s41438-020-00438-2

Horticulture Research 是由南京農業大學與自然出版集團(現Springer Nature)合作創辦的英文期刊,是Nature旗下唯一的園藝領域專刊。所有關於園藝作物基礎和理論研究都可以投稿。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子:5.404,位於園藝一區(第1/36名),植物科學一區(第16/234名),遺傳學一區(第24/177名)。2019年中科院期刊分割槽(基礎版):位於園藝小類一區,植物科學小類一區,農林科學大類一區(Top期刊)。

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