Bilgi

Nükleotid polimorfizmi (θ) ve nükleotid çeşitliliği (π) arasındaki fark nedir?

Nükleotid polimorfizmi (θ) ve nükleotid çeşitliliği (π) arasındaki fark nedir?


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.

Popülasyon genetiği kitabımda (alttaki referansa bakın) bunları şöyle tanımlarlar:

  • Nükleotid polimorfizmi (θ): Bu bölgeden 5 boyutlu herhangi bir numunede polimorfik olması beklenen nükleotid bölgelerinin oranı. Genomdan. $hat{θ}$, örnekte (S) gözlemlenen nükleotid polimorfizminin oranı bölü $a_1 = sum_{i=1}^{n-1} frac{1}{I}$'a eşittir. n= 5 ise, $a_1 = frac{1}{1}+ frac{1}{2}+ frac{1}{3}+ frac{1}{4}+ frac{1}{ 5}=2.083$
  • Nükleotid çeşitliliği, numunedeki tüm olası dizi çiftleri arasındaki nükleotid farklılıklarının ortalama oranıdır. R'de, kitaptakiyle uyumlu olan kodu buldum.

    data # Sadece polimorfizmler total.snp # Bu, bakılan toplam site sayısıdır (örneğin, baktığımız 500 sitenin 16'sı polimorfik olabilir. Yani 484 site monomorfiktir) n = nrow(veri) # Sayısı örnekler pwcomp = n*(n-1)/2 # İkili karşılaştırmaların sayısı for(i in 1:n.col){ # Örneklerdeki polimorfik olan farkların sayısını hesaplayın tv = as.vector(tablo(veri[ ,i])) z = dış(tv,tv,'*') temp= c(temp,sum(z[lower.tri(z)])) } pi.hat = sum(temp)/(pwcomp*total .snp) # Farklı ikili karşılaştırma sayısı/(nb tüm ikili karşılaştırmalar * toplam lokus sayısı (polimorfik veya değil))

Kitapta diyorlar

Öte yandan, alellerin doğal seleksiyona görünmez olduğu varsayımıyla basitleştirici varsayım altında beklenen θ ve π arasında teorik bir ilişki vardır.

Özetle θ = π bu varsayımla ve büyük örneklem büyüklükleriyle.

  1. Peki aradaki fark nedir
  2. Neden ikisini de hesaplıyoruz (bize ne söyleyebilirler)?

Hartl, D.L. ve Clark, A.G. (1997). Popülasyon Genetiğinin İlkeleri (3. baskı). Sinauer Associates Incorporated.


Ayrıca bu terimlerin tanımını beklenen değerleriyle karıştırıyorsunuz (tipik olarak birleşik teoriden hesaplanır). Bir örneğe bakalım.

6 kişiden oluşan bir haploid popülasyon düşünün. Bu bireyleri 0 veya 1 değerini alabilen 5 site ile temsil edeceğiz.

00000 00001 00000 00010 00010 00000

polimorfizm

Bu popülasyonda $S=2$ polimorfik siteler vardır. Başka bir deyişle, popülasyonda farklı bireylerin farklı değerler aldığı iki site vardır. Bu 5 site üzerinde, polimorfik sitelerin oranı $frac{2}{5}$'dır. Bu miktar için $ heta$ kullanıyorsunuz ama bana göre $ heta$ genellikle 2 N mu$ (veya diploid popülasyonlar için 4 N mu$) için kısa el olarak kullanılır.

Sonsuz bir alel modeli altında, tek bir panmiktik haploid popülasyonda (seçim ve diğer varsayımlar olmadan), $E[S] = 2 N mu a$, burada $a = sum_{i=1}^{k-1} frac{1}{i}$, burada $k$ örnek boyutudur.

Genetik çeşitlilik

Genetik çeşitlilik, beklenen heterozigotluk olarak da bilinir. Genellikle $pi$ olarak adlandırılsa da, karışıklığı önlemek için ona $H$ diyeceğim. Popülasyondan rastgele iki bireyi örneklediğinizi düşünün, belirli bir lokusta farklı alellere sahip olma olasılığı nedir?

  • Lokus 1'de, $H = 0$
  • Lokus 2'de, $H = 0$
  • Lokus 3'te, $H = 0$
  • Lokus 4'te, $H = 2 frac{2}{5} frac{3}{5} = frac{12}{25}$
  • Lokus 5'te, $H = 2 frac{1}{5} frac{4}{5} = frac{8}{25}$

İsterseniz tüm lokusların ortalamasını alabilirsiniz.

Panmik popülasyonunda beklenen heterozigotluk (seçim ve diğer varsayımlar olmadan), $E[H] = frac{4 N mu}{1 + 4 N mu}$. Burada $H$ ile $F_{ST}$ arasında bir ilişki olduğunu fark etmelisiniz!

nükleotid çeşitliliği

Nükleotid çeşitliliği, Nei ve Li'den (1979) $D$'a eşdeğerdir ve $D_{XY}$ ile oldukça ilişkilidir (Nei, 1987). Beklenen birleşme süresinin $N$ olduğunu göstermeyi başardıktan sonra (burada gösterimi yapmayacağım), sonsuz bir site modeli altında, iki birey arasındaki uyumsuzluk sayısı mantıksal olarak $E[D] = 2'dir. N mu$ (birleşme olayından beri her iki soyda meydana gelen mutasyonların sayısıdır). Diploid popülasyon için her şeyi 2 ile çarpın.

$D$ ve $S$ arasındaki ilişki

Nötr bir model altında $frac{S}{a} = D$. Aslında $frac{S}{a}$ ve $D$ arasındaki standartlaştırma farkı, Tajima'nın $D$ testlerinde kullanılan şeydir.

Bilgi kaynağı

Hartl ve Clarck iyi bir IMO'dur, ancak bunların hepsini harika bir şekilde açıklayan Gillespie'nin Population Genetics: A Concise Guide adlı kitabını da okumanızı tavsiye ederim.


Yabani Kahverengi Sıçanlarda Nükleer Gen Varyasyonu

Her ne kadar kahverengi sıçan (Rattus norvegicus) biyolojik bilimler boyunca bir model memeli olarak yaygın olarak kullanılmaktadır, yabani sıçan popülasyonlarındaki genetik varyasyon veya yaygın olarak kullanılan doğal soyların vahşi akrabalarıyla ilişkisi hakkında çok az şey bilinmektedir. Türün KB Çin'deki varsayılan atalarının aralığından ve Birleşik Krallık'taki türetilmiş bir popülasyondan ve 30 otozomal protein kodlayan lokusun sekanslarına dayalı olarak tahmini nükleotid çeşitliliği ve popülasyon alt bölümünden yabani kahverengi sıçanları örnekledik. Nötr genetik çeşitlilik, her iki popülasyonda da %0,2'ye yakındı; bu, türün Hindistan'daki varsayılan atasal aralığından bir yaban evi faresi popülasyonundaki ortolog bölgelerdeki çeşitlilikten yaklaşık beş kat daha düşüktü. Tarafından değerlendirildiği gibi, Birleşik Krallık ve Çin popülasyonları arasında önemli nüfus farklılaşması bulduk. FNS ve YAPI programı. Kahverengi sıçan ve ev faresi arasındaki eşanlamlı çeşitlilik ve farklılığa dayanarak, kahverengi sıçanlardaki son etkili popülasyon boyutunun yaklaşık 130.000 olduğunu (yaklaşık %95 güven aralığı 85.000-184,000), vahşi ev farelerinden yaklaşık beş kat daha düşük olduğunu tahmin ediyoruz.

Kahverengi sıçan, fizyoloji ve farmakoloji araştırmalarında önde gelen hayvan modelidir ve ev faresinden sonra, genetikte en çok çalışılan model memeli modeldir. Yine de, kendilenmiş sıçan suşlarının kökeni veya kendi içinde yetiştirilmiş suşlar ile vahşi sıçanlar arasındaki genetik ilişki hakkında çok az şey bilinmektedir. Mitokondriyal genom çalışmaları (Brown ve Simpson 1981 Li ve diğerleri 1999 Lin ve diğerleri 2012), allozimler (Bender ve diğerleri 1985 Cramer ve diğerleri 1988) ve rastgele amplifiye polimorfik DNA markörleri (Jiang) ve diğerleri 2005), yabani kahverengi sıçan popülasyonlarında önemli genetik çeşitliliğin varlığına işaret ediyor. Çin popülasyonlarında morfolojik özellikler için coğrafi varyasyon bildirilmiştir (Wu 1982) ve morfolojideki varyasyon temelinde dört alt tür tanımlanmıştır (Wu 1982 Wilson ve Reeder 2005). Ancak, nükleer genlerdeki genetik çeşitliliğin miktarı ve doğadaki popülasyonlar arasındaki coğrafi farklılaşmanın boyutu bilinmemektedir.

Kendi içinde yetiştirilmiş laboratuvar sıçan suşları arasında genetik çeşitlilik hakkında önemli ölçüde daha fazla bilgi vardır. Mikro uydu araştırmaları (Canzian 1997 Thomas ve diğerleri 2003) ve tek nükleotid polimorfizmleri [SNP'ler (Smits ve diğerleri 2004 STAR Konsorsiyumu 2008)], kendi içinde yetiştirilmiş suşların genetik olarak çeşitli olduğunu ve yabani kahverengi sıçanlarla en yakından ilişkili suşlar olduğu varsayılan Kahverengi Norveç suşlarından farklı olduğunu öne sürmektedir (Thomas). ve diğerleri 2003). Kahverengi Norveç, sıçan genom projesi için referans suşudur (Gibbs ve diğerleri 2004). sıçan türler büyük olasılıkla mevcut sıçan tür çeşitliliğinin merkezi olan Güneydoğu Asya'da ortaya çıkmıştır (Rowe ve diğerleri 2011). Rattus norvegicus Kuzeybatı Çin ve Moğolistan'daki Asya ovalarında evrimleştiği varsayılır, burada doğal yaşam alanları olduğu varsayılan yerlerde hala yabani kahverengi fareler bulunur. Her ne kadar siyah sıçan (sıçan) Avrupa'da antik çağlardan bilinmektedir (Barnett 2001), R. norvegicus Avrupa'ya çok daha sonra, muhtemelen 16. ve 18. yüzyıllar arasında ulaştığına ve oradan dünya çapında yayıldığı ve büyük ölçüde yerinden edildiğine inanılıyor. R. rattus ılıman bölgelerde.

Yabani farelerin aksine, vahşi ev farelerindeki genetik çeşitlilik hakkında çok fazla bilgi vardır.Mus musculus). Ev faresi alt türleri, ortalama nükleotid çeşitliliği bakımından farklılık gösterir (Baines ve Harr 2007 Salcedo ve diğerleri 2007) ve farklı alt türler arasındaki gen akışının kapsamı genom boyunca değişir (Teeter ve diğerleri 2008). Nükleer gen çeşitliliği, İran ve KB Hindistan olan varsayılan ata aralıklarından popülasyonlarda en fazladır. M.m. evcil ve M.m. kastanoz, sırasıyla (Baines ve Harr 2007). KB Hindistan'ın da bir bütün olarak tür kompleksinin atalarının aralığı olduğuna inanılıyor (Din ve diğerleri 1996). varsayılan ata aralığından çeşitlilik M.m. kas (KB Afganistan) şu anda bilinmiyor (Baines ve Harr 2007). Protein kodlayan genlerin eşanlamlı site çeşitliliği M.m. castaneus ve M. m. evcil atalarının popülasyonları, insan popülasyonlarında gözlemlenenden sırasıyla sekiz kattan ve üç kattan daha fazladır [(Baines ve Harr 2007 Halligan ve diğerleri 2010) DL Halligan, A. Kousathanas, RW Ness, B. Harr, L. Eöry, H. Li, TM Keane, DJ Adams ve PD Keightley, yayınlanmamış sonuçlar], muhtemelen önemli ölçüde daha yüksek etkili popülasyon boyutlarının bir sonucu vahşi farelerde. Bu nedenle, sıçan atalarının etkin popülasyon boyutunun muhtemelen çok büyük olduğu beklentisi altında, kahverengi sıçanlarda, atasal aralıktaki bireylerde en fazla çeşitlilik ve farelerle karşılaştırılabilir genel çeşitlilik seviyeleri ile benzer bir model görmeyi umduk. Burada, vahşi kahverengi sıçanlarda nükleer gen dizisi çeşitliliğinin ilk araştırmasını rapor ediyoruz. Kuzeybatı Çin'de türün varsayılan atalarının aralığından ve Birleşik Krallık'ta türetilmiş bir popülasyondan bireylerden oluşan bir örnekte 30 otozomal lokus sıraladık.


Dizi polimorfizmi ve haplotip çeşitliliğinin analizleri YAPRAKLI genler, Çin elit mısır kendi soy hatlarında evcilleştirme sonrası seçimi ortaya çıkardı

Evcilleştirme sonrası seçim, bir popülasyonda genetik iyileştirme süreci sırasında önemli tarımsal özellikleri kontrol eden lokuslar üzerindeki yapay seçimi ifade eder. mısır genleri Zfl1 ve Zfl2, yinelenen ortologlar Arabidopsis YAPRAKLI, bitki dallanması, çiçeklenme ve çiçek gelişimi ve üremesinde kilit düzenleyicilerdir. Bu çalışmada, tam gen dizileri Zfl1 ve Zfl2 62 Çinli elit soydan elde edilen soy, nükleotid polimorfizmlerini ve haplotip çeşitliliklerini değerlendirmek için amplifiye edildi. Tam dizilerinden SNP'leri ve indelleri içeren toplam 254 ve 192 varyant tanımlandı. Zfl1 ve Zfl2, sırasıyla. Varyantların çoğu kodlama yapmayan bölgelerde yer almasına rağmen, sınıflandırılan CDS dizilerinin polimorfizmleri Zfl1 16 farklı proteini kodlayan 16 haplotip ve Zfl2 sekiz farklı proteini kodlayan 18 haplotipe dönüştürülür. Huangzaosi popülasyonu ve onun türetilmiş hatları, popülasyonda evcilleştirme sonrası seçimin istatistiksel olarak önemli sinyallerini gösterdi. Zfl1 CDS dizilerinin yanı sıra tüm setten daha düşük nükleotid polimorfizmi ve haplotip çeşitliliği. Ancak Zfl2 lokus sadece heterotik grup Reid için seçilmiştir. Daha fazla kanıt, en az 17 rekombinasyon olayının genetik ve haplotip çeşitliliğine katkıda bulunduğunu ortaya koydu. Zfl1 lokus ve 16 rekombinasyon olayı Zfl2 yer.


Neolamarckia cadamba'da Ksiloglukan Endotransglikosilaz/hidrolaz (XTH) ve Selüloz Sentaz (CesA) Genlerinin Nükleotid Çeşitliliği ve Birliktelik Genetiği

1283bp) ve CesA (778bp) DNA dizileri ve ayrıca bu SNP'leri temel ahşap yoğunluğu ile ilişkilendirir. Primerler, 15 N. cadamba ağacından kısmi XTH ve CesA genlerini kuşatacak şekilde tasarlanmıştır. Amplifiye edilmiş DNA fragmanları dizildi ve her ağaç için temel ağaç yoğunluğu ölçümleri belirlendi. Dizi varyasyon analizleri, sırasıyla NcXTH1 ve NcCesA1'in 15 kısmi genomik DNA dizisinde 34 SNP (%2.65 oluşum) ve 3 SNP (%0.39 oluşum) bulunduğunu ortaya koydu. Tüm SNP'ler hem ekson hem de intron bölgelerinde keşfedildi. NcXTH1 incelenen siteler, NcCesA1 (π = 0.00127 θ w = 0.9226) ile karşılaştırıldığında π = 0,00402 ve θ w = 8.919 gibi daha yüksek nükleotit çeşitliliği gösterdi. LD, ortalama R2 değeri 0.000687 olan doğrusal bir düzende polimorfik bölgelerin mesafesiyle yavaş yavaş bozuldu. Dernek genetiği çalışması, NcXTH1 genlerinden 2 SNP'nin, N. cadamba'nın temel odun yoğunluğu (p<0.05) ile önemli ölçüde ilişkili olduğunu gösterdi. NcXTH1 genlerindeki gen ile ilişkili SNP işaretleri doğrulandıktan sonra, N. cadamba ağaçlarının Gen Destekli Seçiminde (GAS) potansiyel olarak bir araç olarak kullanılabilir. Bu çalışma aynı zamanda aday gen temelli ilişki genetiğinin, bir genom dizisi veya referans genomik kaynakları olmayan organizma için karmaşık adaptif özellikleri incelemek için güçlü bir yaklaşım olduğunu göstermiştir.

S.Y. Tiong, W.S. Ho, S.L. Pang ve J. Ismail, 2014. Neolamarckia cadamba'da Xyloglucan Endotransglycosylase/hydrolase (XTH) ve Selüloz Synthase (CesA) Genlerinin Nükleotid Çeşitliliği ve Birliktelik Genetiği. Biyolojik Bilimler Dergisi, 14: 267-275.

Neolamarckia cadamba veya yerel olarak bilinen adıyla Kelampayan, Rubiaceae familyasına ait, yaprak dökmeyen ve hızlı büyüyen tropik orman ağaç türlerinden biridir (Joker, 2000). Bu tür doğal olarak Hindistan, Pakistan, Sri Lanka, Burma, Malezya, Kamboçya, Tayland ve Laos'ta dağılmıştır. Ahşap, kontrplak, kağıt hamuru, kağıt, kutu, mobilya ve daha fazlasını yapmak için kullanılır. Ayrıca, N. cadamba da tedavi edici bitki yaprağını, kabuğunu ve çatısını kullanarak geleneksel kürleme için (Patel ve Kumar, 2008 Mondal ve diğerleri., 2009 Bussa ve Pinnapareddy, 2010). Ekonomik değeri yüksek olmasına rağmen, moleküler düzeyde N. cadamba ile ilgili çalışmalar günümüze kadar sınırlıdır. Son zamanlarda, araştırmacılara N. cadamba'nın genomik temelini derinlemesine araştırmak için yararlı genomik bilgiler ve kaynaklar sağlamak üzere bir Kelampayan ağacı transkriptom veritabanı (NcdbEST) kurulmuştur (Ho ve diğerleri, 2010).

Ahşabın moleküler çalışması, ‘designer ahşabı’ veya istenen özelliklere sahip ahşabı üretmek için ahşap biyolojisi ve genetiğinin temel çalışmasını geliştirmek için önemlidir. DNA markörleri artık moleküler karakterizasyonda yaygın olarak kullanılmaktadır, çünkü DNA markörleri çeşitleri, kökenleri veya genotipleri kesin olarak karakterize edebilir ve genetik ilişkilerin ölçülmesini sağlayabilir (Narayanan ve diğerleri, 2007 Lau ve diğerleri, 2009). İlişki genetiği, hedeflenen genlerdeki fenotipik özellik varyasyonları ile alelik polimorfizm arasındaki istatistiksel ilişkiyi tanımlayan yaklaşımdır. Bitkilerdeki ilişkilendirme çalışması, genellikle iyi karakterize edilmiş aday genlerle haritalanmış çok çeşitli ticari ve uygunluk özelliklerinin kullanımında öne çıkmaktadır. Örneğin mısırda aday genler sindirilebilirlik (Guillet-Claude ve diğerleri, 2004), maysin sentezi (Szalma ve diğerleri, 2005) ve çekirdek bileşimi ve nişasta üretimi (Wilson ve diğerleri, 2004) ile ilişkilendirilmiştir. Orman ağacı türlerinde, Okaliptüs, mikrofibril açısı ile sinnamoil CoA redüktaz (CCR) geni arasındaki ilişkiyi SNP-association yaklaşımı kullanılarak bulan ilk çalışmadır (Thumma ve diğerleri, 2005). Orman ağacı türlerinde multigenlerin kullanıldığı ilk birliktelik genetik çalışması olan Pinus radiata, 20 ağaç ve kuraklıkla ilgili aday genden 58 SNP kullanılarak gerçekleştirilmiştir (Gonzalez-Martinez ve diğerleri, 2007). Dillon et al. (2010) ayrıca 36 hücre duvarı aday genini kullanarak Pinus radiata odun özelliklerini etkileyen alelik varyasyonu da inceledi. Acacia mangium'dan elde edilen sinnamat 4-hidroksilaz (C4H) ve sinnamil alkol dehidrojenaz (CAD) genlerinde bulunan gen ile ilişkili SNP'ler ayrıca ağaç yoğunluğu, özgül ağırlık ve hücre duvarı kalınlığı ile önemli ilişkilerini göstermiştir (Tchin ve diğerleri, 2011).

SNP, ıslah programlarında en yaygın olarak kullanılan yeni nesil moleküler belirteçtir. genetik çeşitlilik çalışmalardır ve genom boyunca dağıtılır (Halushka ve diğerleri, 1999 Kwok ve diğerleri, 1994). Wang ve arkadaşlarına göre. (1998), SNP'ler, iki kromozomu karşılaştırırken her 500-1000 bp'de bir meydana gelir. Diğer tahmin, herhangi bir genomda her 100-300 bp'de bir meydana gelen bir SNP'yi de içerir (Gupta ve diğerleri, 2001). SNP'nin diğer markör sistemlerine kıyasla nispeten kararlı bir kalıtımı olduğuna inanılmaktadır. Düşük mutasyon oranına sahip SNP, onu ağaç oluşumu gibi karmaşık genetik özellikleri incelemek ve genom evrimini anlamak için bir araç olarak mükemmel bir belirteç yapar (Syvanen, 2001). SNP'nin kullanılması da tercih edilir, çünkü alelik varyantın tam doğasının dizi bilgisi ile doğrudan bir işaretleyici görevi görür (Gupta ve ark., 2001). Teknolojik gelişmeler, SNP ve indel'i yüksek verimli işaretleyici destekli yetiştirme, EST haritalama ve genetik ve fiziksel haritaların entegrasyonu için çekici işaretler haline getirdi (Nasu ve diğerleri, 2002 Rafalski, 2002 Gonzalez-Martinez ve diğerleri, 2007 Ibitoye ve Akın-Idowu, 2010 Thomson ve diğerleri, 2010).

Ahşap, ikincil ksilem dokularından oluşur ve selüloz, lignin, hemiselüloz ve ekstraktiflerden oluşan kimyasal bir komplekse sahiptir. Odun oluşumunda hücre duvarlarının sentez ve gelişim süreci çok önemlidir. Ksiloglukan endotransglikosilaz/hidrolaz (XTH) ve selüloz sentaz (CesA), sırasıyla birincil ve ikincil hücre duvarlarında önemli rol oynayan iki anahtar proteindir. CesA proteinleri, selüloz polimerizasyonunu katalize eder (Somerville, 2006) ve bitki hücre duvarı biyokütlesinin oluşumunda merkezi bir katalizör görevi gördüğüne inanılır (Kumar ve diğerleri, 2009). XTH, hücre duvarı genişlemesini düzenleyen anahtar bir ajan olarak kabul edilir ve yeni sentezlenmiş ksiloglukanın (XG) duvar matrisine dahil edilmesinden sorumlu olduğuna inanılır (Darley ve diğerleri, 2001).

Yüksek kaliteli ahşap özelliklerinin erken aşamada seçilmesi, ticari değeri en üst düzeye çıkarmak için düşük maliyetle (başlangıç ​​modu), enerji (işçilik) ve arazi kullanımıyla yüksek kaliteli ahşap üretmek için önemlidir. İlişki genetiği, genetik ve fenotipteki varyasyon arasındaki ilişkiyi belirlemek için etkili yaklaşımlardan biri haline geliyor. Bu nedenle, ağaç özellikleri (temel ahşap yoğunluğu) ile ilişkili olan gen ile ilişkili SNP'lerin tanımlanması, plantasyon kurulması için markör destekli ıslah programında fayda sağlayabilir. Bu nedenle, bu çalışmanın amaçları, XTH ve CesA genlerinin kısmi genomik DNA dizisindeki SNP'leri tanımlamak ve XTH ve CesA genlerinin N. cadamba'nın temel ağaç yoğunluğu ile genetik ilişkisini belirlemekti.

Bitki materyalleri: Ekim 2011'de Malezya, Sarawak, Kota Samarahan'daki doğal meşcerelerden rastgele toplam 15 kelampayan ağacı seçildi. İç kabuk sorunları toplandı ve modifiye bir Doyle ve Doyle (1990) protokolü kullanılarak toplam genomik DNA izole edildi. . İzole edilen DNA, üreticinin protokolüne göre Wizard Genomic DNA Purification Kit (Promega, ABD) kullanılarak saflaştırıldı.

PCR amplifikasyonları: XTH genomik DNA'sındaki tam kodlama dizisinin yan tarafını içeren primer çifti, tam uzunluktaki NcXTH1 cDNA'ya (GenBank erişim numarası: JX134619) göre tasarlanmıştır. CesA geni için, HVRII bölgesini içeren kısmi genomik DNA'yı çevreleyen primer çifti, NcCesA1'in tam kodlama dizisine dayalı olarak tasarlanmıştır (GenBank erişim numarası: JX134621). Tüm primerler, Tablo 1'de gösterildiği gibi Primer Premier 5.0 yazılımı (PREMIER Biosoft International, ABD) kullanılarak tasarlandı. PCR reaksiyonları, 1x PCR tamponu, 0.2 mM dNTP karışımı (Invitrogen, Brezilya) içeren toplam 25 μL reaksiyon hacminde gerçekleştirildi. ), 1.5 mM MgCl2, her biri 10 pmol ileri ve geri primer, 1.0 U Taq DNA polimeraz (Invitrogen, Brezilya) ve 30 ng DNA şablonu. Termal döngü profili 94°C'de 2 dakika, 35 döngü 94°C'de 30 saniye, 57°C'de (XTH amplifikasyonu) veya 64°C'de (CesA amplifikasyonu) 45 saniye, 72°C'de 30 saniye ve son olarak 72°C'de 7 dakika uzama programlanmıştır.

Klonlama ve dizileme: Amplikonlar, QIAquick ® Jel Ekstraksiyon Kiti (QIAGEN, Almanya) kullanılarak saflaştırıldı ve pGEM ® -T Kolay Vektör Sistemine (Promega, ABD) bağlandı. Hedeflenen eklere sahip klonlar, M13 evrensel primer çifti kullanılarak koloni PCR'si gerçekleştirilerek tanımlandı. Pozitif klonların plazmitleri, Wizard Plus SV Minipreps DNA Saflaştırma Sistemi (Promega, ABD) kullanılarak izole edildi. Saflaştırılmış plazmitler daha sonra 3730xl DNA Analyzer (Applied Biosystem, ABD) kullanılarak dizileme için gönderildi.

Dizi varyasyon analizi: Baz arama ve vektör dizileri, Chromas sürüm 2.33 (Technelysium, AU) kullanılarak kaldırıldı. Dizinin her biri doğrulandı ve NCBI tarafından sağlanan BLASTn kullanılarak homolojileri kontrol edildi. Diziler, tek nükleotid polimorfizmlerini tanımlamak için CLC Main Workbench sürüm 5.0 yazılımı (CLC bio, Danimarka) kullanılarak hizalandı. Tespit edilen tüm dizi polimorfizmleri daha sonra kromatogramlardan görsel olarak yeniden kontrol edildi. Daha sonra, her bir gen için açık okuma çerçevesi dizileri, amino asit ExPASy çeviri aracını (http://web.expasy.org/translate/) kullanarak diziler. Protein dizisi hizalaması, eşanlamlı ve eşanlamlı olmayan mutasyonları belirlemek için CLC Main Workbench sürüm 5.0 (CLC bio, Danimarka) kullanılarak yapıldı.

Temel odun yoğunluğu ölçümü: 5 mm çapında ve 8 cm uzunluğundaki odun çekirdekleri, yaklaşık 1.3-1.4 m yüksekliğinde bir artış delici kullanılarak seçilen her bir N. cadamba ağacının gövdesinden örneklenmiştir. Her örnek için bir kopya alındı. Odun çekirdekleri, yeşil değerin ölçümü için sabit nemi korumak için buz üzerine yerleştirilmiş farklı etiketli tüplerde tutuldu. Her bir odun çekirdeğinin yeşil hacmi, odun çekirdeğinde yer değiştiren su ölçülerek alınmıştır. Phytagora'nın teoremine göre suyun yoğunluğu 1'dir. Bu nedenle, yer değiştiren suyun ölçülen ağırlığı numunenin hacmine eşittir. Aynı numune iyi havalandırılan bir etüvde 103°C'de sabit ağırlığa gelinceye kadar kurutularak fırın kuru ağırlığı ölçülmüştür (Chave, 2005). Temel odun yoğunluğu, yeşil hacim başına fırın kuru ağırlığı olarak hesaplanmıştır.

Nükleotid çeşitliliği ve birliktelik genetiği analizi: Bölge başına ortalama nükleotid çeşitliliği sayısını (π), site başına θ değerleri tahmin etmek için DNA Dizi Polimorfizmi sürüm 5 (DnaSP v.5.0) yazılımı (Librado ve Rozas, 2009) kullanıldı. , eşanlamlı ve eş anlamlı olmayan nükleotid polimorfizmleri ve Tajima'nın D testi. DnaSP tarafından gerçekleştirilen istatistiksel testler, ekleme ve silme sitesi mutasyonlarını içermez. SNP'lerin korelasyonunu belirlemek için R2 değerini hesaplamak için TASSEL versiyon 3.0 (Bradbury ve diğerleri, 2007) kullanıldı. Bağlantı dengesizliği (LD) grafiği, ikili polimorfik nükleotit mesafelerine karşı R2 değerleri kullanılarak çizildi. Genel Doğrusal Model (GLM) de temel ahşap yoğunluğuna göre her SNP için 1.000 permütasyon testi kullanılarak test edildi. 0,05'ten düşük p değerinde puan alan SNP'lerin, özelliği ile önemli ölçüde ilişkili olduğu kabul edilir.

SNP keşfi: NcXTH1 genlerinde toplam 34 SNP bulundu (

1.290 bp), her 38 bp'de bir SNP'ye karşılık gelir (%2.65 oluşum). Diğer çalışmalarda benzer SNP frekans seviyeleri bulundu. Tchin et al. (2012) N. cadamba'da C4H geninde her 59 bp'de bir SNP oluştuğunu göstermiştir. Krutovsky ve Neale (2005) ayrıca 18 Douglas köknar ağacı kalitesi aday geninde her 46 bp'de bir SNP olduğunu bulmuşlardır. 35 hücre duvarı bileşik geni kullanan başka bir çalışma, her 54 bp'de bir SNP kaydetti (Kelleher ve diğerleri, 2012). SNP oluşumundaki büyük farklılık, türlerdeki ve kullanılan numune sayısındaki farklılıklardan kaynaklanabilir. Örneğin, Dillon ve ark. (2010), sadece beş Pinus radiate örneği ile her 466 bp'lik XTH geninde bir SNP kaydedilmiştir.

34 polimorfik bölgeden, 20 ikame SNP'si ve 3 indel, kodlama bölgelerinde (eksonlar) ve diğer 9 ikame SNP'sinin yanı sıra 2 indel, kodlamayan bölgelerde (intronlar ve çevrilmemiş bölgeler) yer aldı. Bu çalışmada, çalışılan sitelerin sayısı kodlamayan bölgeden (434 bp) daha uzun olduğu için kodlayan dizide (856 bp) daha fazla dizi polimorfizmi bulunmuştur. Ancak, kodlama yapmayan bölgedeki SNP frekansı, kodlama bölgesinden (37 bp/SNP) biraz daha yüksekti (39 bp/SNP). Genel olarak, NcXTH1'deki SNP'lerin 34'ünden 24'ü (%71), çoğu eksonlarda bulunan singletonlardı (mutasyona uğramış bir nükleotit gösteren yalnızca bir dizili lokus). NcXTH1'in tam uzunluktaki DNA dizisinde bulunan yalnızca 5 cimri bilgilendirici SNP (bir nükleotid varyantına sahip iki veya daha fazla diziye sahip lokus) vardı.

Tam uzunluktaki NcXTH1 genomik DNA'sının, her biri 0.060 oranında eşit sayıda eşanlamlı ve eşanlamlı olmayan SNP'ye sahip olduğu bulundu. Eş anlamlı olmayan SNP'lerin çoğu kodlama bölgesinde bulunmasına rağmen, eş anlamlı olmayan SNP'lerin oluşumu kodlama yapmayan bölgede en yüksek (%1.84) idi. NcXTH1'deki nükleotid çeşitliliği, SNP'lerin çoğunun tekil olduğu, eşanlamlı olduğu ve Douglas köknar ağaçlarındaki 18 odun kalitesi ile ilgili aday gende çoğunlukla kodlamayan bölgede bulunduğu Krutovsky ve Neale'nin (2005) bulgularına paraleldi. SNP'lerin çoğuna geçiş mutasyonu (%71), özellikle A-G ikamesi neden olmuştur (Tablo 2). Tchin ve ark. (2012) ayrıca, N. cadamba'daki diğer iki odun oluşumu aday geninde, sinnamat 4-hidroksilaz (C4H) ve sinnamil alkol dehidrojenazda (CAD) geçiş mutasyonlarında (%55) daha yüksek bir frekans gösterir. Tchin et al. (2011) ayrıca A. mangium superbulk ağaçlarında CAD'nin kısmi DNA dizilerinde A-G geçiş mutasyonlarının sıklıkla (%83) bulunduğunu bulmuştur.

NcCesA1 geninin kısmi DNA dizilerindeki SNP frekansı, her 259 bp'de bir SNP tespit edilerek NcXTH1'dekinden daha düşüktü. N. cadamba'da CesA geninin SNP oluşumunun, Shorea parvifolia'nın CesA1'inde bulunan SNP'den daha düşük olduğu tahmin edilmiştir, burada sadece beş örnek kullanıldığında her 115 bp'lik DNA dizisinde bir SNP tespit edilmiştir (Seng ve ark., 2011). . Öte yandan, NcCesA1, Pinus radiate'in CesA genlerinden daha yüksek SNP frekansı gösterdi. Dillon et al. (2010), Pinus radiate'de sırasıyla CesA1 ve CesA3'ün her 403 ve 374 bp'lik DNA dizisinde bir SNP tespit edildiğini bildirmiştir. Bu çalışmada, her 531 bp'de yalnızca 1 SNP saptanarak kodlama bölgesinde çok düşük SNP frekansı saptandı.

Tablo 3, kısmi NcCesA1 DNA dizilerinde (778 bp) SNP dağılımının özetini gösterir. NcCesA1'de bulunan toplam üç SNP'ye ikame mutasyonu neden olmuştur ve hiçbir Indel saptanmamıştır. Kodlamayan bölgelerde bulunan üç SNP'den ikisi. NcXTH1 ile tersine, NcCesA1'de bir G-C ve G-T ikamesi bulunan daha fazla transversiyon SNP'si tespit edildi. NcCesA1 kısmi DNA dizilerinde bulunan üç SNP'nin tümü, kodlamayan bölgede daha yüksek frekansla (%0,80) eşanlamlıdır. Bu arada, NcCesA1'in ekzonunda yalnızca bir singleton SNP bulunurken, kodlama yapmayan bölgelerde iki cimri bilgilendirici SNP bulundu.

Nükleotid çeşitlilik analizi: NcXTH1 ve NcCesA1'in DnaSP v.5.0 yazılımı (Librado ve Rozas, 2009) kullanılarak sekans istatistiksel analizi, boşluklar ve eksik veriler hariç tüm sekanslar (yerler) üzerinde incelenmiştir. Tüm hesaplama ve analizler Indel'leri içermiyordu. 15 NcXTH1 tam uzunluktaki DNA dizisinin hizalanması, hizalama boşlukları olan 13 bölge içeriyordu ve bu nedenle, NcXTH1 tam uzunluktaki DNA dizilerinin 1.290 bölgesinden 1.277'si incelendi. NcCesA1 kısmi DNA dizileri hizalamasında boşluk bulunmadı ve 778 bölgenin tamamı analize dahil edildi. NcXTH1 ve NcCesA1'in nükleotid çeşitliliği, Tajima's testi ve minimum rekombinasyon olayı sayısı Tablo 4'te özetlenmiştir.

Nükleotid çeşitliliği (π), iki dizi arasındaki bölge başına ortalama nükleotid farklılıkları sayısıdır ve popülasyon mutasyon parametresi θ ile temsil edilir. NcXTH1'in 15 DNA dizisinin nükleotid çeşitliliğinin sırasıyla 0.00402 ve 0.00127'de NcCesA1'den daha yüksek olduğu tahmin edildi. Genel olarak, NcXTH1'deki nükleotid çeşitliliği (#960), toplam mutasyon sayısı (n) veya polimorfik siteler (S) üzerinden hesaplanan site başına θ değerlerin tümü, NcCesA1'dekinden çok daha yüksekti (Tablo 4) . NcXTH1'in (8.919) S(θ w )'sinden tahmin edilen dizi başına θ değeri, NcCesA1'den (0,9226) neredeyse 10 kat daha yüksekti. Bu, NcXTH1'deki SNP frekansının NcCesA1'dekinden daha yüksek olmasından kaynaklanmıştır. N. cadamba'da incelenen her iki genin θ w değerinin, 0,02'den daha düşük θ w puan alan diğer ağaçla ilgili aday genlerden çok daha yüksek olduğu tahmin edilmiştir (Brown ve diğerleri, 2004 Krutovsky ve Neale, 2005).

Tajima'nın D istatistiği, nükleotid çeşitliliği, π ve teta (θ) arasındaki farkı polimorfik sitelerin sayısından (S), θw yansıtır. Genetik sürüklenme ve seçici olarak nötr mutasyon arasındaki dengede D'nin değerinin sıfıra yakın olması beklenir (Brown ve diğerleri, 2004). NcXTH1'de, sessiz (eşanlamlı ve kodlamayan) siteler hariç, neredeyse tüm SNP'ler önemli Tajima's D değeri (0,05'ten az) gösterdi. Negatif değerler (-1.667 ila -2.008), NcXTH1 geninde aşırı düşük frekanslı varyantların ayrıldığını gösterir. Benzer şekilde, Tajima'nın D değerlerinin çoğu, Pseudotsuga menziesii'de (Krutovsky ve Neale, 2005) ve Pinus taeda'da (Brown ve diğerleri, 2004) odun kalitesi ile ilgili aday genlerde negatifti. NcXTH1'in aksine, NcCesA1'de test edilen Tajima'nın D değerlerinin tümü, 0,2187 genel pozitif değeriyle önemli sonuçlar gösteremedi.

Bağlantı dengesizliği (LD): TASSEL yazılımı kullanılarak NcXTH1 ve NcCesA1 dizilerinde önemli miktarda Bağlantı Dengesizliği (LD) bulundu (Bradbury ve diğerleri, 2007). İncelenen sitelerden toplam 496 ikili karşılaştırma tahmin edilmiştir. Eşleştirilmiş sitelerin %80'inden fazlası, iki taraflı bir Fisher's Exact testi ile istatistiksel olarak anlamlı LD gösterdi. İki lokustaki aleller arasındaki korelasyonu temsil eden ve ilişkilendirme yaklaşımlarının çözümünü değerlendirmek için bilgilendirici olan R2 değerleri hesaplanmıştır (Bradbury ve diğerleri, 2007). Bu çalışmada, 496 LD tahmini için ortalama R2 değeri 0.000687 idi. N. cadamba'nın ortalama R2 değeri, diğer kereste türlerinden balsam kavak (0.52 Olson ve diğerleri, 2010) ve soya fasulyesinden (0.36 Zhu ve diğerleri., 2003) çok daha düşüktü.

Tüm lokusların ortalaması alındığında, R2, NcXTH1 ve NcCesA1 sekanslı gen fragmanları için baz çiftlerindeki siteler arasındaki mesafeye karşı çizildiğinde, 350 bp içinde <0.10 değerlerine kayda değer bir bozulma tespit edildi (Şekil 1). Diğer türlerle karşılaştırıldığında, N. cadamba, LD tahmininde sadece iki gen kullanıldığında önemli bir bozulma göstermez. Diğer türler üzerinde nükleotid çalışmaları, LD'nin, loblolly çamı (Brown ve diğerleri, 2004), soya fasulyesi (Zhu ve diğerleri, 2003) ve Douglas köknar ağacı (Krutovsky ve Neale, 2005) dahil olmak üzere %50'den fazla bozunduğunu göstermiştir. Nordborg (2000) tarafından yapılan bir araştırmaya göre, LD aşan türlerde kendi kendine gelişen türlere kıyasla daha hızlı bozunur çünkü rekombinasyon türlerin çaprazlanmasında daha etkilidir.

Temel odun yoğunluğu: N. cadamba ağaçlarının göğüs yüksekliğindeki çapı (dbh) 24.0 cm ile 102,0 cm arasında olup, ortalama 39.2 cm'dir (Tablo 5). NcMT1 (102,0 cm) örneği hariç, N. cadamba ağaçlarının çoğu 24.0 ila 50.0 cm arasında çapa sahiptir. Ortalama temel odun yoğunluğunu hesaplamak için her tekrarın yeşil ağırlığı, fırın kuru ağırlığı ve yeşil hacmi alındı ​​ve kaydedildi. Ortalama olarak, N. cadamba'nın temel odun yoğunluğu 368.93 kg m -3 idi. Odun numunesi NcMT1 en yüksek temel yoğunluğu (444.03 kg m -3) kaydederken, NcHT4 15 numune arasında en düşük (300.25 kg m -3) kaydetti.

Temel yoğunluk, kağıt hamuru, kağıt veya ağaç endüstrileri için odun potansiyelini değerlendirmek için ıslah programlarında en önemli kriterlerden biri olduğu için belirlenmiştir (Seca ve Domingues, 2006).

Dernek genetiği çalışması: NcXTH1'de tespit edilen 34 SNP'den ikisi (SNP8 ve SNP29), sırasıyla 118 ve 1.173 bp konumunda temel ahşap yoğunluğu ile önemli bir ilişki (p<0.05) gösterdi (Şekil 2). Her iki belirteç de ekzonlarda bulunuyordu ve eşanlamlı T-C geçiş mutasyonundan kaynaklanıyordu. Eşanlamlı olmayan SNP'nin hiçbirinin temel yoğunluk ile önemli ölçüde ilişkili olduğu bulunmadı. İlişkili -SNP8 ve -SNP29'un, en yüksek odun yoğunluğuna (444.03 kg m-3) sahip olan bireysel ağaç NcMT1'de meydana geldiği bulundu. Benzer bir çalışma, diğer iki odun aday genindeki (C4H ve CAD) SNP işaretçilerinin temel odun yoğunluğu ile ilişkisi üzerine de yapılmıştır (Tchin ve diğerleri, 2011, 2012). Bu çalışmada, iki SNP'nin de N. cadamba ve A. mangium'un temel odun yoğunluğu ile önemli ölçüde ilişkili olduğu bulundu. Bu, SNP8 ve SNP29'un, gelecekte bir kez doğrulandığında üstün N. cadamba ağacı seçimi için potansiyel olarak SNP belirteçleri olarak geliştirilebileceği bulgularını desteklemektedir.

Önceki çalışmalar, odun kalitesi ile ilgili aday genler ile odun özellikleri arasında güçlü bir ilişki olduğunu göstermiştir (Plomion et al., 2000 Wegrzyn et al., 2010 Tchin et al., 2011, 2012). Plomion ve ark. (2000), deniz çamlarının büyümesinin, bu kimyasal içeriklerin genetiği tarafından kontrol edildiği lignin ve selüloz içeriği gibi biyokimyasal içerikten etkilendiğini göstermişlerdir. P. trichocarpa'da lignin ve selüloz biyosentezini kontrol eden özelliklerin birliktelik genetiği, genler içi (SuSy1 ve C4H1) LD'nin hızlı bozulması ve her bir gen boyunca yüksek amplikon kapsamı ile de gösterilmiştir (Wegrzyn ve diğerleri, 2010). Bu veriler, tanımlanmış çok sayıda polimorfizmin, neden olan SNP'lere yakın olduğunu yansıtıyordu.

Sonuç olarak, bu çalışma, birleşme genetiğinin, ekonomik açıdan önemli özelliklerle ilişkili genlerde doğal olarak meydana gelen alelik varyasyonları keşfetmek için güçlü bir araç olduğunu göstermiştir. genetik çeşitlilik nüfus düzeyinde.

N. cadamba'nın XTH geninde tanımlanan gen ile ilişkili SNP, daha hızlı büyüyen, yüksek kaliteli dikim materyalleri üretmek için ıslah programlarında onaylandıktan sonra N. cadamba'nın Gen Destekli Seçiminde (GAS) potansiyel olarak bir araç olarak kullanılabilir. verim ve yüksek ahşap kalitesi ve ayrıca yerel koşullara uyarlanmıştır, böylece büyük önem taşıyan ekonomik faydalar elde edebiliriz.

Yazarlar, bu araştırma projesinde yer alan tüm laboratuvar asistanlarına ve ormancılara, örnek toplamadaki mükemmel saha yardımları için teşekkür eder. Bu çalışma, Sarawak Forestry Corporation ve Universiti Malaysia Sarawak (Hibe No. 02(DPI09)832/2012(1)), RACE/a(2)884/ tarafından finanse edilen bir araştırma programı olan ortak Sanayi-Üniversite Ortaklığı Programının bir parçasıdır. 20121(02) ve GL(F07)/06/2013/STA-UNIMAS(06)).

2: Brown, G.R., G.P. Gill, R.J. Kuntz, C.H. Langley ve D.B. Neale, 2004. Loblolly çamında nükleotid çeşitliliği ve bağlantı dengesizliği. Proc. Natl. Acad. bilim ABD., 101: 15255-15260.
Çapraz Referans | Doğrudan Bağlantı |

3: Bussa, S.K. ve J. Pinnapareddy, 2010. Neolamarckiacadamba alloksan ile indüklenen diyabetik sıçanlarda. Int. J. Ecz. Teknol., 2: 314-324.

4: Chave, J., 2005. Tropikal orman ağaçları için odun yoğunluğunun ölçülmesi: CTFS sahaları için bir saha kılavuzu. Laboratuvar Evolution et Diversite Biologique, Paul Sabatier Üniversitesi, Fransa, 16 Şubat 2005, sayfa: 1-7.

5: Darley, C.P., A.M. Forrester ve S.J. McQueen-Mason, 2001. Bitki hücre duvarı uzantısının moleküler temeli. Bitki Moleküler Biol., 47: 179-195.
Çapraz Referans |

6: Dillon, S. K., M. Nolan, W. Li, C. Bell, H. X. Wu ve S. G. Southerton, 2010. Doğal popülasyonlarda ve kara ırklarında katı ahşap özelliklerini etkileyen hücre duvarı aday genlerindeki alelik varyasyon. Pinus ışıması. Genetik, 185: 1477-1487.
Çapraz Referans | PubMed | Doğrudan Bağlantı |

7: Doyle, JJ ve J.L. Doyle, 1990. Bitki DNA'sının taze dokudan izolasyonu. Odak, 12: 13-15.
Doğrudan Bağlantı |

8: Gonzalez-Martinez, S.C., N.C. Wheeler, E. Ersöz, C.D. Nelson ve D.B. Neale, 2007. Dernek genetiği çam ağacı L. I. ahşap özellik özellikleri. Genetik, 175: 399-409.
Çapraz Referans | PubMed |

9: Guillet-Claude, C., C. Birolleau-Touchard, D. Manicacci, P.M. Rogowsky ve J. Rigau ve diğerleri., 2004. Nükleotid çeşitliliği ZmPox3 mısır peroksidaz geni: Ekson 2'de MITE eklenmesi ile yem mısır sindirilebilirliğindeki varyasyon arasındaki ilişkiler. BMC Genetik, 10.1186/1471-2156-5-19

10: Gupta, P.K., J.K. Roy ve M. Prasad, 2001. Tek nükleotid polimorfizmleri: Moleküler markör teknolojisi ve DNA polimorfizm tespiti için bitkilerde kullanımlarına vurgu yapan yeni bir paradigma. Kör. Sci., 80: 524-535.
Doğrudan Bağlantı |

11: Halushka, M.K., J.B. Fan, K. Bentley, L. Hsie ve N. Shen ve diğerleri., 1999. Kan basıncı homeostazı için aday genlerdeki tek nükleotid polimorfizm paternleri. Nat. Genet., 22: 239-247.
PubMed | Doğrudan Bağlantı |

12: Ho, W.S., S.L. Pang, P.S. Lai, S.Y. Tiong ve S.L. Phui ve diğerleri, 2010. Sarawak'taki ağaçlandırma ağaç türleri üzerinde genomik çalışmalar. Uluslararası Ormancılık ve Orman Ürünleri Sempozyumu Tutanakları 2010: Küresel Endişeleri ve Değişen Toplumsal İhtiyaçları Ele Almak, 5-7 Ekim 2010, Kuala Lumpur, Malezya, s: 172-182.

13: Seng, H.W., P.S. Ling, P. Lau ve I. Jusoh, 2011. selüloz sentaz (SPESA1) geninden Shorea parvifolia sp. parvifolia ana ağaçlar. Pertanika J. Trop. Tarım. Sci., 34: 317-323.
Doğrudan Bağlantı |

14: Ibitoye, D.O. ve P.E. Akın-Idowu, 2010. Marker-Assisted-Selection (MAS): Bahçe bitkileri yetiştiriciliğinde genetik kazanımı artırmak için hızlı bir yol. Afr. J. Biotechnol., 9: 8889-8895.
Doğrudan Bağlantı |

15: Joker, D., 2000. Neolamarckia cadamba (Roxb.) Bosser ( Anthocephalus chinensis (Lam.) A. Rich. eski Walp.). Tohum Broşürü No. 17, Eylül 2000, Danida Orman Tohum Merkezi, Danimarka, s: 1-2.

16: Kelleher, C.T., J. Wilkin, J. Zhuang, A.J. Cortes ve A.L.P. Quintero ve diğerleri., 2012. Yabani popülasyonlarda SNP keşfi, gen çeşitliliği ve bağlantı dengesizliği Populus tremuloides. Ağaç Genet. Genomlar, 8: 821-829.
Çapraz Referans |

17: Krutovsky, K.V. ve D.B. Neale, 2005. Douglas köknarında soğuğa dayanıklılık ve odun kalitesi ile ilgili aday genlerde nükleotid çeşitliliği ve bağlantı dengesizliği. Genetik, 171: 2029-2041.
Çapraz Referans |

18: Kumar, M., S. Thammannagowda, V. Bulone, V. Chiang ve K.H. Han ve diğerleri., 2009. Selüloz sentaz genlerinin isimlendirilmesinde bir güncelleme Populus. Trendler Plant Sci., 14: 248-254.
Çapraz Referans | PubMed | Doğrudan Bağlantı |

19: Kwok, P.Y., C. Carlson, T.D. Yager, W. Ankener ve D.A. Nickerson, 1994. PCR ürünlerinin floresan bazlı dizilimi ile insan DNA varyasyonlarının karşılaştırmalı analizi. Genomik, 23: 138-144.
Çapraz Referans | PubMed | Doğrudan Bağlantı |

20: Lau, E.T., W.S. Ho ve A. Julaihi, 2009. Moleküler klonlama selüloz sentaz gen, SPESA1 ksilem geliştirmekten Shorea parvifolia spp. Parvifolia. Biyoteknoloji, 8: 416-424.
Çapraz Referans | Doğrudan Bağlantı |

21: Librado, P. ve J. Rozas, 2009. DnaSP v5: DNA polimorfizm verilerinin kapsamlı analizi için bir yazılım. Biyoinformatik, 25: 1451-1452.
Çapraz Referans | PubMed | Doğrudan Bağlantı |

22: Mondal, S., G.K. Dash ve S. Acharyya, 2009. Analjezik, antiinflamatuar ve antipiretik çalışmalar Neolamarckia kadamba soyulmuş kabuk. J. Ecz. Araş., 2: 1133-1136.

23: Narayanan, C., S.A. Wali, R. Shukla, R. Kumar, A.K. Mandal ve S.A. Ansari, 2007. Tik ağacının moleküler karakterizasyonu için RAPD ve ISSR belirteçleri (tectona grandis) artı ağaçlar. J. Trop.Sci., 19: 218-225.
Doğrudan Bağlantı |

24: Nasu, S., J. Suzuki, R. Ohta, K. Hasegawa ve R. Yuia ve diğerleri., 2002. Pirinçte tek nükleotid polimorfizmlerinin (SNP'ler) olup olmadığını araştırın ve analiz edin (Oryza sativa, Oryzarufipogon) ve SNP belirteçlerinin oluşturulması. DNA Res., 9: 163-171.
Çapraz Referans | PubMed | Doğrudan Bağlantı |

25: Nordborg, M., 2000. Bağlantı dengesizliği, gen ağaçları ve kendi kendine üreme: Kısmi kendi kendine döllenme ile atalardan kalma bir rekombinasyon grafiği. Genetik, 154: 923-929.
Doğrudan Bağlantı |

26: Olson, M.S., A.L. Robertson, N.Takebayashi, S. Silim, W.R. Schroeder ve P. Tiffin, 2010. Balsam kavağında nükleotid çeşitliliği ve bağlantı dengesizliği (Populus balsamifera). Yeni Fitol., 186: 526-536.
PubMed | Doğrudan Bağlantı |

27: Patel, D. ve V. Kumar, 2008. Neolamarckia kadamba (Roxb.) Bosser yaprağı. Int. J. Green Pharm., 2: 26-27.
Çapraz Referans |

28: Plomion, C., C. Pionneau, J. Brach, P. Costa ve H. Bailleres, 2000. Deniz çamının ksileminin geliştirilmesinde sıkıştırma oduna duyarlı proteinler (pinus pinaster Ayt.). Plant Physiol., 123: 959-969.
PubMed |

29: Rafalski, A., 2002. Tek nükleotid polimorfizmlerinin mahsul genetiğindeki uygulamaları. Kör. Görüş. Bitki Biol., 5: 94-100.
Çapraz Referans | Doğrudan Bağlantı |

30: Seca, A.M.L. ve F.M.J. Domingues, 2006. Okaliptüs ağaçlarında bazı kimyasal parametrelerle temel yoğunluk ve hamur verim ilişkisi. Pesquisa Agropecuaria Bras., 41: 1687-1691.
Çapraz Referans | Doğrudan Bağlantı |

31: Somerville, C., 2006. Yüksek bitkilerde selüloz sentezi. Annu. Rev. Hücre Geliştirme Biol., 22: 53-78.
PubMed | Doğrudan Bağlantı |


Teşekkür

Tartışmalar için Stephen Keller, Maren Friesen ve Sergey Nuzhdin'e, geliştirme ve yönetimi için Jean-Marie Prosperi ve Magalie Delalande'ye teşekkür ederiz. M. truncatula germplazm toplama (tohumlar http://www1.montpellier.inra.fr/BRC-MTR/ adresinde mevcuttur) ve bazılarının geliştirilmesi için Thierry Huguet ve M. El Arbi M. truncatula germplazm. Bu çalışma, kısmen Minnesota Üniversitesi Süper Hesaplama Enstitüsü'ndeki bilgi işlem kaynakları kullanılarak gerçekleştirildi ve Ulusal Bilim Vakfı Hibe 0820005 tarafından finanse edildi.


Malzemeler ve yöntemler

Örnekler ve sıralama

24 genotipten yaprak örnekleri toplanmıştır. P. tremula ve 24 genotip P. tremuloides (Tablo S1). Yaprak örneklerinden genomik DNA ekstrakte edildi ve tüm genotipler için 650 bp uç boyutlarına sahip çift uçlu dizileme kitaplıkları oluşturuldu. Stockholm'deki Science for Life Laboratuvarı'ndaki Illumina HiSequation 2000 platformunda minimum beklenen 20x derinliğe sahip tüm genom dizilimi yapıldı ve tüm genotipler için 2x100-bp çift uçlu okumalar üretildi. iki örnek P. tremuloides beklenen kapsamı sağlayamadı ve bu nedenle sonraki analizlerden çıkarıldı. 24'ün halka açık kısa okunan Illumina verilerini elde ettik. P. trichocarpa Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi'nden (NCBI) Kısa Okuma Arşivi'nden (SRA) bireyler (Tablo S1). Bireyler, iki titrek kavak türünün örnekleriyle benzer bir okuma derinliğine sahip olacak şekilde seçildi. katılım numaraları P. trichocarpa örnekler Evans'ta bulunabilir ve diğerleri (2014). Bu nedenle tüm analizler 24'ten gelen verilere dayanmaktadır. P. tremula, 22 P. tremuloidesve 24 P. trichocarpa genotipler.

Ham okuma filtreleme, okuma hizalaması ve işlem sonrası hizalama

Hizalamayı okumadan önce Trimmomatic ( Lohse ve diğerleri 2012) adaptör dizilerini okumalardan kaldırmak için. Okumaların kalitesi her zaman okumaların sonuna doğru düştüğü için, kalite değerleri <20 olduğunda okumaların başlangıcından ve/veya sonundan bazları kesmek için Trimmomatic kullandık. İşlenen okumaların uzunluğu kırpmadan sonra <36 baza düşürüldüyse, okumalar tamamen atıldı. Ham dizi verileri ile filtrelenmiş veriler arasındaki baz başına dizi kalitesini kontrol etmek ve karşılaştırmak için FastQC (//www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc/) kullanıldı. Kalite kontrolünden sonra, her numuneden alınan tüm eşleştirilmiş uçlu ve artık tek uçlu okumalar, P. trichocarpa sürüm 3 (v3.0) genomu ( Tuskan ve diğerleri 2006) bwa-0.7.10'da varsayılan parametrelerle BWA-MEM kullanarak (Li 2013).

Aşağı akış analizindeki artefaktların sayısını en aza indirmek için hizalamaların birkaç işlem sonrası adımı gerçekleştirildi: İlk olarak, uyumsuz bazlar genellikle indel'li bölgelerde bulunduğundan ekleme ve silme (indel) yeniden hizalaması gerçekleştirdik ( Wang ve diğerleri 2015). Genom Analizi Araç Setindeki (GATK) RealignerTargetCreator ( DePristo ve diğerleri 2011) ilk olarak yeniden düzenlenmesi gerekebilecek şüpheli görünen aralıkları bulmak için kullanıldı. Ardından, yeniden hizalayıcıyı bu aralıklarda çalıştırmak için IndelRealigner kullanıldı. İkincisi, dizileme kitaplığı hazırlığı sırasında PCR kopyalarından kaynaklanan okumalar ortaya çıkabileceğinden, aynı dış koordinatlara sahip bu okumaları veya okuma çiftlerini kaldırmak için Picard paketindeki (//broadinstitute.github.io/picard/) MarkDuplicates yöntemlerini kullandık. ve aynı uç uzunluğu. Bu gibi durumlarda, aşağı akış analizi için yalnızca en yüksek toplam temel niteliklere sahip tek okuma tutuldu. Üçüncüsü, okumaların referans genomla zayıf bir şekilde eşlendiği paralog veya tekrarlayan DNA dizilerinin neden olduğu genotipleme hatalarını veya bunlar arasındaki diğer genom özellik farklarını dışlamak için. P. trichocarpa ve P. tremula veya P. tremuloides, okuma kapsamının ampirik dağılımını araştırdıktan sonra son derece düşük ve son derece yüksek okuma derinliklerine sahip siteleri kaldırdık. Tür başına tüm örneklerde toplam kapsama alanı <100× veya >1200× olan siteleri filtreledik. Okumalar genomdaki birden çok konuma eşlendiğinde, BWA-MEM tarafından sıfır eşleme puanıyla rastgele bir konuma atandılar. Bu tür yanlış hizalama etkilerini hesaba katmak için, her türdeki tüm bireylerde sıfıra eşit bir eşleme puanına sahip >20 eşlenmiş okuma varsa bu siteleri kaldırdık. Son olarak, kısa okuma hizalaması yüksek oranda tekrarlayan genomik bölgelerde genellikle güvenilmez olduğundan, RepeatMasker tarafından tanımlandığı gibi bilinen tekrar elementleriyle örtüşen siteleri filtreledik (Tarailo-Graovac ve Chen 2009). Sonunda, üç kategoride tüm bu filtreleme kriterlerini geçen sitelerin alt kümesi Populus türler alt analizlerde kullanılmıştır.

Tek nükleotid polimorfizmi ve genotip çağırma

İki tamamlayıcı biyoinformatik yaklaşımı uyguladık: İlk olarak, birçok çalışma NGS verilerinden genotip çağırma yaklaşımını kullanarak popülasyon genetik tahminlerinin doğasında var olan yanlılığa dikkat çekti ( Nielsen ve diğerleri 2011 Nevado ve diğerleri 2014). Tek veya çoklu örnek genotip araması, site frekans spektrumunun (SFS) tahmininde bir yanlılığa neden olabilir, çünkü birincisi genellikle nadir varyantların fazla tahmin edilmesine yol açarken, ikincisi genellikle tam tersine yol açar ( Nielsen ve diğerleri 2011). Bu nedenle, bu çalışmada yazılım paketinde uygulanan bir yöntem kullandık—Yeni Nesil Dizileme Verilerinin Analizi (ANGSD v0.602) ( Korneliussen ve diğerleri 2014)—genotipleri çağırmadan SFS'yi ve SFS'den türetilen tüm popülasyon genetik istatistiklerini tahmin etmek için. İkincisi, doğru tek nükleotid polimorfizmi (SNP) ve genotip çağrıları gerektiren analizler için, GATK v3.2.2'nin (DePristo) HaplotypeCaller ile SNP çağrısı gerçekleştirdik. ve diğerleri 2011), SNP'leri çağırdı ve her bir birey için yerel haplotiplerin yeniden birleştirilmesi yoluyla eşzamanlı olarak indels ve tek örnek genomik VCF'ler (gVCF'ler) yarattı. GATK'daki gVCF'ler daha sonra çok örnekli kayıtları bir araya getirmek, genotip olasılıklarını düzeltmek, yeni birleştirilmiş kaydı yeniden genotiplemek ve yeniden açıklama yapmak için kullanıldı. Daha sonra yanlış pozitif SNP'lerin sayısını azaltmak ve yüksek kaliteli SNP'leri korumak için aşağıdaki filtreleme adımları kullanıldı: (1) Önceki tüm filtreleme kriterleri tarafından hariç tutulan sitelerle çakışan tüm SNP'leri kaldırdık. (2) Herhangi bir indel'den yalnızca gt5 bp'lik bir mesafeye sahip bialelik SNP'leri tuttuk. (3) Genotip kalite puanı (GQ) <10 olan genotipleri eksik olarak değerlendirdik ve ardından genotip eksik oranı >%20 olan bu SNP'leri kaldırdık. (4) Hardy-Weinberg Dengesinden önemli sapma gösteren SNP'leri kaldırdık (P < 0,001). Tüm filtrelemeden sonra, üçü arasında 8.502.169 SNP tespit edildi. Populus türler ve akış aşağı analizlerde kullanılmıştır.

Nüfus yapısı

ADMIXTURE ( Alexander ve diğerleri 2009). ADMIXTURE'ı türler arasında örneklenen tüm bireyler üzerinde ve her tür içindeki örnekler üzerinde ayrı ayrı çalıştırdık. Genetik kümelerin sayısı (K) 1 ile 6 arasında değişmiştir. En olası genetik küme sayısı, ADMIXTURE'da çapraz doğrulama hatası en aza indirilerek seçilmiştir.

Çeşitlilik ve farklılık: ilgili özet istatistikler

Nükleotid çeşitliliği ve sapma tahminleri için, ANGSD ( Korneliussen) ile tüm aşağı akış analizlerinde yalnızca haritalama kalitesi >30 olan okumalar ve kalite puanı >20 olan bazlar kullanıldı. ve diğerleri 2014). İlk olarak, SAMTools genotip olasılık modeline dayalı olarak site allel-frekans olasılığını hesaplamak için ANGSD'deki -doSaf uygulamasını kullandık ( Li ve diğerleri 2009). Ardından, her tür için beklenti maksimizasyon algoritmasını kullanarak optimize edilmiş bir katlanmış global SFS elde etmek için ANGSD'deki -realSFS uygulamasını kullandık. Global SFS'ye dayanarak, maksimum olabilirlik yaklaşımına dayalı olarak allel frekansının arka olasılığından bölge başına nükleotid çeşitliliğini tahmin etmek için ANGSD'deki -doThetas işlevini kullandık ( Kim ve diğerleri 2011). Nükleotit çeşitliliğinin iki standart tahmini, ortalama ikili nükleotit çeşitliliği (Θπ) ( Tajima 1989) ve ayırma sitelerinin oranı (ΘW) ( Watterson 1975) ve bir tarafsızlık istatistik testi, Tajima's NS (Tajima 1989), 100 kilobaz (kbp) ve 1 megabaz (Mb)'lik örtüşmeyen sürgülü pencereler kullanılarak 19 kromozomun tümü boyunca özetlenmiştir. Önceki kalite filtreleme adımlarından kalan kapsanan sitelerin <%10'u olan Windows hariç tutulmuştur. Sonunda, pencere başına sırasıyla ortalama 50.538 ve 455.910 kapalı taban ile 3340 100-kbp ve 343 1-Mb pencere dahil edildi.

Tüm bu istatistikler, her üçünde de örtüşmeyen 100-kbp ve 1-Mb pencereler üzerinden her bir fonksiyonel eleman tipi için (0 kat eşanlamlı olmayan, dört kat eş anlamlı, intron, 3 ′ UTR, 5 ′ UTR ve intergenik siteler) için hesaplandı. Populus Türler. Gen modelleri kategorisi, gen açıklamasını takip etti. P. trichocarpa sürüm 3.0 ( Tuskan ve diğerleri 2006). Protein kodlayan genler için, üç türün aynı gen yapılarına sahip olduğundan emin olmak için, yalnızca en az %90'ı kapalı bölgelerin önceki filtreleme adımlarından kalan genleri dahil ettik. Her gende farklı transkriptlerle örtüşen bölgeler için, her bölgeyi aşağıdaki hiyerarşiye göre (en yüksekten en düşüğe) sınıflandırdık: kodlama bölgeleri (CDS), 3' UTR, 5' UTR ve intron. Bu nedenle, bir site bir transkriptte 3' UTR'de ve diğerinde bir CDS'de bulunuyorsa, site CDS olarak sınıflandırıldı. Her bir gen içindeki eşanlamlı ve eşanlamlı olmayan bölgeleri kategorize etmek için en yüksek protein kodlayan site içeriğine sahip transkripti kullandık. Toplam 16.52, 3.4, 7.19, 4.02, 31.89 ve 73.46 Mb, 0 kat eşanlamlı (tüm DNA dizi değişikliklerinin protein dizisi değişikliklerine yol açtığı), dört kat eşanlamlı (tüm DNA dizi değişikliklerinin aynı protein dizilerine yol açtığı) olarak bölünmüştür. ), 3' UTR, 5' UTR, intron ve intergenik kategoriler.

Bağlantı dengesizliği ve popülasyon ölçekli rekombinasyon oranı

Bağlantı dengesizliği (LD) ve popülasyon ölçekli rekombinasyon hızının analizi için toplam 1.409.377 SNP, 1.263.661 SNP ve minör alel frekansı >%10 olan 710.332 SNP kullanıldı (ρ) içinde P. tremula, P. tremuloides, ve P. trichocarpa, sırasıyla. Üçü arasında LD bozunma oranını tahmin etmek ve karşılaştırmak için Populus türler, ilk önce PLINK 1.9'u kullandık ( Purcell ve diğerleri 2007) her türde SNP sayısını rastgele 100.000'e inceltmek için. Daha sonra kare korelasyon katsayılarını hesapladık (r 2) PLINK 1.9 kullanılarak 50 kbp'lik bir mesafe içinde olan tüm SNP çiftleri arasında. LD'nin fiziksel mesafeye karşı bozunması, doğrusal olmayan ikili regresyon kullanılarak tahmin edildi. r 2 vs. baz çiftlerinde siteler arasındaki fiziksel mesafe ( Remington ve diğerleri 2001).

Popülasyon ölçekli rekombinasyon oranını tahmin ettik ρ LDhat 2.2'nin Interval programını kullanarak ( McVean ve diğerleri 2004) her 2000 yinelemede 1.000.000 MCMC yineleme örneklemesi ve 5'lik bir blok ceza parametresi ile MCMC yinelemelerinin ilk 100.000 yinelemesi, bir yanma olarak atıldı. Daha sonra ölçeklenmiş değerini hesapladık. ρ her 100 kbp ve 1 Mb pencerede, o penceredeki tüm SNP'lerin ortalamasını alarak. Tahmin için yalnızca 10.000'den büyük (100 kbp pencerelerde) ve 100.000 site (1 Mb pencerelerde) ve önceki filtreleme adımlarından kalan 100 SNP'ye sahip pencereler kullanıldı. ρ.

Yeni amino asit mutasyonlarının uygunluk etkilerinin dağılımını ve adaptif amino asit ikamelerinin oranını tahmin etme

Özel bir Perl betiği kullanarak SNP verilerinden bir seçilmiş siteler sınıfı (0 kat eşanlamlı olmayan siteler) ve varsayılan olarak nötr referans siteleri (dört kat eş anlamlı siteler) için her türde katlanmış SFS'yi oluşturduk. Uygunluk etkilerinin (DFE)-α program dağılımında (Keightley ve Eyre-Walker 2007 Eyre-Walker ve Keightley 2009) uygulanan maksimum olasılık (ML) yaklaşımını, nüfus büyüklüğü değişikliği adımlı bir demografik modele uydurmak için kullandık. tarafsız SFS'ye. Seçilen site sınıfındaki yeni zararlı mutasyonların uygunluk etkileri, demografik model için tahmini parametreler dahil edildikten sonra bir gama dağılımından örneklendi. Bu yöntem, avantajlı mutasyonların polimorfizme katkıda bulunamayacak kadar nadir olduğunu varsaydığından, nötr bölgelerdeki yeni mutasyonların uygunluk etkilerinin sıfır olduğunu ve seçilen bölgelerde koşulsuz olarak zararlı olduğunu varsayar (Keightley ve Eyre-Walker 2007). Farklı etkili seçilim güçlerine düşen amino asit mutasyonlarının oranını rapor ediyoruz (nes) aralığı: sırasıyla 0–1, 1–10 ve >10.

Tahmini DFE'den, adaptif amino asit ikamelerinin oranı (a) ve 0-kat isimsiz bölgelerdeki adaptif ikamenin nispi oranı (ω) Eyre-Walker ve Keightley (2009) yöntemi kullanılarak tahmin edildi. Bu yöntem, popülasyon büyüklüğündeki geçmişteki değişiklikleri ve hafif derecede zararlı mutasyonların varlığını açıkça hesaba katar. GATK tarafından tespit edilen toplam 8.502.169 SNP arasında, ortalama olarak <%1 iki kavak türünden biri arasında paylaşıldı ve P. trichocarpa (Şekil S2). Bu nedenle kavak türlerini kullandık ve P. trichocarpa paylaşılan ata polimorfizmlerinden etkilenme olasılığı düşük olduğundan, dört kat eşanlamlı ve 0 kat eş anlamlı olmayan bölgelerde türler arası nükleotit farklılığını hesaplamak için birbirlerinin dış grup türleri olarak. Jukes-Cantor çoklu vuruş düzeltmesi, sapma tahminlerine uygulandı (Jukes ve Cantor 1969). parametreleri için nes, α ve ω için, R (R Geliştirme Çekirdek Ekibi 2014) kullanarak her site sınıfındaki tüm SNP'lerde rastgele yeniden örnekleme yaparak 200 önyükleme kopyası oluşturduk. Önyükleme kopyalarının üst ve alt %2,5'ini hariç tuttuk ve kalanını her parametre için %95 güven aralıklarını temsil etmek için kullandık.

Çeşitliliğin genomik bağıntıları

Üçünde de nötr polimorfizm düzeylerini etkileyen faktörleri incelemek Populus türler için, ilk olarak, dört katlı dejenere bölgelerdeki her olası mutasyon eşanlamlı olduğundan, gen bölgelerindeki dört katlı eşanlamlı bölgelerin seçici olarak nötr olduğunu varsaydık. Aşağıda, dörtlü eşanlamlı sitelerdeki ikili nükleotid çeşitliliğine atıfta bulunuyoruz (θdört kat) "nötr polimorfizm" olarak. Genik bölgeyle karşılaştırma olarak, intergenik bölgelerdeki nükleotid çeşitliliği seviyelerini de tahmin ettik (θintergenik). Daha sonra, her bir 100-kbp ve 1-Mb pencere içinde, polimorfizm kalıpları ile korele olabilen birkaç başka genomik özelliği tablo haline getirdik. İlk olarak, popülasyon ölçekli rekombinasyon oranını özetledik (ρ) her tür için yukarıda açıklandığı gibi. İkinci olarak, referans dizinin (P. trichocarpa v3.0) bir G veya bir C idi. Üçüncüsü, gen açıklamalarına göre her penceredeki fonksiyonel genlerin sayısı olarak gen yoğunluğunu ölçtük. P. trichocarpa sürüm 3.0. Bir pencerenin içine düşen bir genin herhangi bir kısmı, tam bir gen olarak sayıldı. Dördüncüsü, titrek kavak ve kavak arasındaki nötr bölge (dörtlü eşanlamlı siteler veya intergenik siteler) başına sabit farkların sayısını hesaplayarak mutasyon oranının değişimini açıkladık. P. trichocarpa ngsTools'da ( Fumagalli ve diğerleri 2014). Aspen ve aspen arasında diverjan kullanmamızın nedeni P. trichocarpa Mutasyon oranını ölçmek için uzaktan akraba olmalarıdır ( Wang ve diğerleri 2014) ve sapma tahmininin, yukarıda gösterildiği gibi türler arasında paylaşılan atalara ait polimorfizmlerden etkilenmesi olası değildir. Beşinci olarak, önceki tüm filtreleme kriterlerinden kalanlar olarak her pencerede kapsanan bazların sayısını tablo haline getirdik.

İlgilenilen değişkenler arasındaki ikili korelasyonları incelemek için Spearman's rank-order korelasyon testini kullandık. Değişkenler arasındaki otokorelasyonu hesaba katmak için, diğer değişkenlerin kafa karıştırıcı etkilerini ortadan kaldırarak ilgilenilen değişkenler arasındaki kısmi korelasyonları da hesapladık (Kim ve Soojin 2007). Tüm istatistiksel testler, aksi belirtilmedikçe R versiyonu 3.2.0 kullanılarak yapıldı.

Veri kullanılabilirliği

Yeni oluşturulan tüm Illumina okumaları 24 P. tremula ve 22 P. tremuloides Bu çalışmadan elde edilen bilgiler NCBI'deki SRA'ya sunulmuştur. Tüm erişim numaraları Tablo S1'de bulunabilir.


Soyut

Son gelişmeler, eksiksiz genomlar da dahil olmak üzere, kamuya açık büyük genomik verilerde muazzam bir artışa yol açmıştır. 1000 Genom Projesi, çok sayıda bireysel genomun dizilenmesinin sonuçlarını yayınlayan ve insan genetik varyasyonu üzerine sayısız büyük ölçekli çalışmaya izin veren önemli bir katkıda bulundu. Ancak, hedef yüzlerce baz çiftini kapsayan bazı veri setlerinin analizleriyle ilgili olduğunda ve tek nükleotid polimorfizmlerinin (SNP'ler) haplotip dizileri düşünüldüğünde şu anda mevcut olan araçlar yetersizdir. Burada, popülasyon genetik verilerinin çeşitli özet istatistiklerinin hesaplanmasına izin vererek, veri analizinin hızını artırarak büyük veri kümeleriyle başa çıkmak için yeni ve güçlü bir araç sunuyoruz.

Alıntı: Soares I, Moleirinho A, Oliveira GNP, Amorim A (2015) DivStat: Genomik Çeşitliliğin Tek Nükleotid Polimorfizm Analizi için Kullanıcı Dostu Bir Araç. PLoS BİR 10(3): e0119851. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0119851

Akademik Editör: Swarup Kumar Parida, Ulusal Bitki Genomu Araştırma Enstitüsü (NIPGR), HİNDİSTAN

Alınan: 19 Haziran 2014 Kabul edilmiş: 18 Ocak 2015 Yayınlanan: 10 Mart 2015

Telif hakkı: © 2015 Soares ve diğerleri. Bu, orijinal yazar ve kaynağın belirtilmesi koşuluyla herhangi bir ortamda sınırsız kullanım, dağıtım ve çoğaltmaya izin veren Creative Commons Atıf Lisansı koşulları altında dağıtılan açık erişimli bir makaledir.

Veri kullanılabilirliği: DivStat yazılımı, öğreticilerle birlikte https://www.mediafire.com/folder/za5wjlcoc5oi1/DivStat ve http://www.portugene.com/DivStat.html web sitelerinden MACINTOSH, UNIX ve WINDOWS sistemleri için ücretsiz olarak indirilebilir. , örnek dosyalar ve kurulum detayları.

Finansman: Bu çalışma, Portekiz Bilim ve Teknoloji Vakfı (FCT) bursu (SFRH/BD/73508/2010) tarafından A. M. IPATMUP tarafından desteklenmiştir ve Portekiz Bilim, Teknoloji ve Yüksek Eğitim Bakanlığı'nın bir Ortak Laboratuvarıdır ve kısmen FCT tarafından desteklenmektedir. Finansörlerin çalışma tasarımı, veri toplama ve analizi, yayınlama kararı veya makalenin hazırlanmasında hiçbir rolü yoktu.

Rekabet eden ilgi alanları: Yazarlar, rekabet eden çıkarların olmadığını beyan etmişlerdir.


Nükleotid çeşitliliği nişasta sentaz IIa ve pirinçte nişasta jelatinizasyon sıcaklığı ve diğer fizikokimyasal özelliklerle ilgili olarak tek nükleotid polimorfizmlerinin doğrulanması (Oryza sativa L.)

Jelatinleşme sıcaklığı (GT), görünür amiloz içeriği (AAC), yapıştırma sıcaklığı (PT) ve diğer fizikokimyasal özellikler gibi nişastanın özellikleri, çeşitli pirinç ürünlerinin kalitesini, örneğin yeme, pişirme ve işleme niteliklerini belirler. Pirinç ununun GT'si aşağıdakiler tarafından kontrol edilir: alk ile eşleştirilmiş olan lokus nişasta sentaz IIa (SSIIa) yer. Bu çalışmada, intron 6, ekson 7, intron 7, ekson 8 ve 3' çevrilmemiş bölgenin bir kısmını kapsayan 2.051 bp'lik bir DNA fragmanını sıraladık. SSIIa Nişasta fizikokimyasal özelliklerinde farklı coğrafi dağılıma ve varyasyona sahip 30 pirinç çeşidi için. Dokuz haplotipte sınıflandırılabilecek toplam 24 tek nükleotid polimorfizmi (SNP) ve bir ekleme/silme (InDel) tanımlandı. Ortalama ikili nükleotid çeşitliliği π 0.00292 idi ve Watterson tahmincisi θ bu pirinç germplazmı koleksiyonunda 0.00296 idi. Tajima'nın NS seçim testi, tarafsız beklentiden önemli bir sapma göstermedi (NS = − 0.04612, P > 0.10). Bununla birlikte, SNP'lerin yedisi ile tepe GT arasında önemli ilişkiler bulundu (T P) NS P < 0.05, bunlardan iki bitişik SNP (GC/TT) ile çok güçlü bir ilişki gösterdi. T P (P < 0.0001). Bazı nadir istisnalar dışında, bu GC/TT polimorfizmi tek başına yüksek veya orta GT'ye sahip (GC aleline sahip) pirinç çeşitlerini düşük GT'ye (TT aleline sahip) sahip olanlardan ayırt edebilir. Buna karşılık, bu SNP'lerin veya InDel'in hiçbiri amiloz içeriği ile önemli ölçüde ilişkili değildi. Bilinen fizikokimyasal özelliklere (örneğin, AAC ve PT) ve diğer nişasta sentezleyen genlerin bilinen alellerine sahip 509 pirinç çeşidi daha genotiplendirildi. SSIIa GC/TT alelleri. İlişki analizi, bu örneklerdeki toplam AAC varyasyonunun %82'sinin bir (CT) ile açıklanabileceğini gösterdi.n basit dizi tekrarı (SSR) ve Waxy geninin bir G/T SNP'si (Wx) ve PT'nin toplam varyasyonunun %62.4'ü GC/TT polimorfizmi ile açıklanabilir. 509 pirinç çeşidinden 245 numuneden oluşan bir alt küme için bu moleküler belirteçler ile termal ve retrogradasyon özellikleri arasında ek bir ilişki analizi yapıldı. NS SSIIa GC/TT polimorfizmi, termal özelliklerdeki toplam varyasyonun %60'ından fazlasını açıklarken, SSR ve SNP'si Wx gen anlatıldığı kadar SSIIa Retrogradasyon özelliklerindeki toplam varyasyonun GC/TT'si. Çalışmamız, GC/TT polimorfizminin aşağıdaki durumlarda kullanımı için daha fazla destek sağlar. SSIIa. 509 pirinç çeşidiyle ilgili çalışmamızda gösterildiği gibi, GC/TT SNP, vakaların yaklaşık %90'ında yüksek veya orta GT'ye sahip pirinci düşük GT'ye sahip olanlardan ayırabilir. Tek bir PCR reaksiyonunda dört primer kullanılarak, GC/TT polimorfizmi büyük ölçekte incelenebilir. Bu nedenle, bu SNP polimorfizmi, GT'nin ve pirincin diğer fizikokimyasal özelliklerinin iyileştirilmesi için işaretleyici destekli seçimde çok faydalı olabilir.

Bu, abonelik içeriğinin bir önizlemesidir, kurumunuz aracılığıyla erişilir.


Tanıtım

Mahsul evcilleştirme, ekimi, hasadı ve tüketimi iyileştirmek için bir dizi fenotipik değişikliğin aracılık ettiği karmaşık bir süreçtir. Pirinç (Oryza sativa L.), en eski evcilleştirilmiş mahsul türlerinden biridir ve ekili pirincin genetik çeşitliliği, evcilleştirme ve yapay seleksiyon süreçleri sırasında yabani atadan %80'e kadar azaltılmıştır [1]. En aşırı çeşitlilik kaybı, modern yüksek verimli pirinç çeşitlerinde bulunur ve bu, hastalığa duyarlılık ve değişen ortamlara uyum için ciddi sonuçlar doğurur [2]. Buna karşılık, çiftçiler tarafından seçici üreme yoluyla binlerce yıl boyunca tarlada ortaya çıkan ve gelişen pirinç yerel türleri, genetik çeşitliliği korumuştur [3]. Bu varyasyon, mahsulün iyileştirilmesi için yeni genler/aleller sağlayarak pirinç ıslahında önemli etkilere sahiptir. Bununla birlikte, modern tarımın gelişmesiyle birlikte, son 40 yılda tanıtılan modern çeşitler, çok sayıda yerel türlerin yerini almıştır [4]. Çin'de, Yunnan ve Guizhou Eyaletleri gibi bazı etnik azınlık bölgeleri dışında, çoğu eyalette artık yerel pirinç ekimi yapılmamaktadır.

Farklı irtifalarda ve iklim koşullarında ve farklı yetiştirme yöntemleri, kültürler ve geleneklerle yaşayan çeşitli etnik gruplar tarafından yapılan seçim, Yunnan'daki pirinç mahsulü çeşitliliğine katkıda bulunmuştur. Buna göre, Yunnan dünya çapında pirinç için en büyük genetik çeşitlilik merkezlerinden biridir [5-7]. Yunnan'daki yerel pirinç türleri, 21°8' 32'' K ila 29°11' 18'' K ve 97°31' 39'' Doğu ile 106°11' 47'' Doğu arasındaki bir bölgede yaygın olarak dağıtılır ve ekilir. çeşitli irtifalarda ve farklı iklim koşullarında [7]. Yerel türler, Yunnan'ın güneydoğu kesimindeki Honghe vilayetindeki Hekou ilçesinde yaklaşık 76 m yükseklikten Diqing vilayetindeki Weixi ilçesindeki 2.700 m'ye kadar büyür [7]. Pirinç yerel türlerinin geniş dağılımı, irtifa aralığı boyunca pirinç yerel türlerinin genetik yapısı ve farklılaşma modellerinin yanı sıra popülasyonun genetik yapısını şekillendirmede rakımın rolü için mükemmel bir fırsat sağlar. Birkaç çalışma, fenotip özelliklerine veya ekleme/silme (indel) moleküler belirteçlerine dayalı olarak Yunnan'daki irtifa gradyanları boyunca yerel pirinç türlerinin dağılımını ve genetik farklılaşmayı incelemiştir [8-10]. Daha önce yapılan bir araştırmaya göre, hem gösterge ve japonika Yunnan'da [6] pirinç çeşitleri yetiştirilmektedir ve yerel pirinç çeşitlerinin dağılımı yapay olarak aşağıdaki gibi üç pirinç yetiştirme bölgesinde kategorize edilebilir: (1) gösterge 1.400 m'nin altındaki irtifalarda kemer, (2) karışık gösterge ve japonika 1.400 ila 1.600 m arasındaki yüksekliklerde kemer ve (3) japonika 1.600 m [8] üzerindeki irtifalarda kemer. Bununla birlikte, irtifa varyasyonunun popülasyon genetik yapısını nasıl etkilediği hakkında çok az şey bilinmektedir. Ayrıca, Yunnan'daki yerel pirinç türlerinin irtifaya göre izolasyon sergileyip sergilemediği açık değildir. Bu soruların DNA verileri kullanılarak araştırılması gerekir.

Çeşitli moleküler belirteç türleri arasında, basit dizi tekrarı (SSR) belirteçleri, çok sayıda bitki türünde genetik çeşitliliği, popülasyon yapısını ve farklılaşmayı tahmin etmek için yaygın olarak kullanılır [11]. Ayrıca, DNA dizileme teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, çok lokuslu DNA dizileri, genetik çeşitliliği tahmin etmek ve filogenetik analizler için başarıyla kullanılmıştır [12-15]. DNA dizi farklılıkları doğrudan genetik farklılıkları yansıtır, dizi karşılaştırması genetik çeşitliliği ve farklılaşmayı ortaya çıkarmak için ideal bir yöntemdir.

Yunnan, Çin'den çok çeşitli rakımlar boyunca çeşitli pirinç yerel türlerini topladık ve gen dizilerini ve SSR işaretlerini analiz ettik. Amacımız, yerel pirinç türlerinin genetik yapısını incelemek ve genetik farklılaşmada irtifaya göre izolasyonun rolünü değerlendirmekti.


Tartışma

Genetik çeşitlilik ve nüfus demografisi P. krempfii

Analizimiz son derece düşük seviyelerde nükleotid polimorfizmi ortaya çıkardı. P. krempfii. Nükleer lokuslar için, ortalama sessiz nükleotid çeşitliliği P. krempfii (πs = 0.0015 θws = 0.0020) bulunanlarla karşılaştırılabilir pinus cembra (πs = 0.0024 θws = 0.0024) (Mosca ve ark. 2012), ancak diğer çamlardan çok daha düşüktür (Şekil 3 Tablo S7). İçin mtDNA, on tane boyunca herhangi bir polimorfizm tespit etmedik. mtDNA bölgeleri (yaklaşık 10 kbp). Düşük nükleotid varyasyonu olmasına rağmen mtKozalaklı ağaçlarda DNA gözlemlenmiştir, bazıları mtBu çalışmada analiz edilen DNA bölgeleri, çamlarda önceki popülasyon çalışmalarında yaygın olarak kullanılmış ve sınırlı dağılım aralığına sahip olanlar da dahil olmak üzere çoğu çam türü için çeşitli polimorfizm seviyeleri rapor edilmiştir (Chiang ve diğerleri, 2006 Eckert ve diğerleri. 2008 Wang ve diğerleri. al. 2011). Örneğin, Eckert ve ark. ( 2008 ) 14 mitotip tespit etti Pinus balfouriana, sadece iki ayrı popülasyona sahip bir Kaliforniya endemik çamı, dört mtBu çalışmada yer alan DNA parçaları. İçin cpSSR, haplotip çeşitliliği (He = 0.911) algılandı P. krempfii çoğu çam türünde gözlemlendiği gibi yüksekti (Höhn ve diğerleri 2005 Petit ve diğerleri 2005 Wang ve diğerleri 2011 , 2013 ). arasındaki zıt genetik çeşitlilik seviyeleri cpSSR ve mt- ve gözlemlenen nükleer DNA dizileri P. krempfii genomik bölgeler arasındaki farklı mutasyon oranları nedeniyle olabilir. Çam türlerinde uzunluk değişimi için mutasyon oranı cpSSR lokusları (3.2–7.9 × 10 -5 ), Türkiye'deki ikame oranlarından 5-6 büyüklük mertebesi daha yüksekti. mt- (4 × 10 −11 ) ve nükleer DNA (7 × 10 −10 ) dizileri (Provan ve diğerleri 1999 Mower ve diğerleri 2007 Willyard ve diğerleri 2007). Genetik belirteçler arasındaki asimetrik çeşitlilik, aşağıdaki gibi diğer çamlarda da gözlenmiştir. p. cembra kullanarak cpSSR (He = 0.917) ve nükleer DNA dizileri (πs = 0.0024) (Höhn ve diğerleri 2005 Mosca ve diğerleri 2012). Aralarındaki çeşitlilik farkı cpSSR göreli mt ve nükleer lokuslar, farklı genomların çeşitli demografik ve seçici geçmişlerinden de kaynaklanabilir. Örneğin, menzil parçalanması sırasında, cpUzaysal olarak izole edilmiş tek bir popülasyondaki DNA çeşitliliği, bitişik popülasyonlardan verimli polen akışı ile telafi edilebilirken, izole edilmiş popülasyonlar, üzerinde daha güçlü bir darboğaz yaşayabilir. mt sınırlı tohum dağılımı nedeniyle genom. Doğal seçilim, fonksiyonel nükleer lokusların genetik çeşitliliğini azaltabilir, ancak nötrleri etkilemeyebilir. cpSSR yeri. Özetle, nükleerdeki nükleotid polimorfizmi ve mt genomları P. krempfii şimdiye kadar çalışılan çam türleri arasında en düşük iken, yüksek genetik çeşitlilik cpSSR lokusları, muhtemelen SSR markörlerinin aşırı değişken doğasından kaynaklanmaktadır.

Mevcut popülasyonlar arasında düşük (% 5,2) ancak önemli bir farklılaşma tespit ettik. P. krempfii. Hatta her bölgede, FNS değerler de (%3.8–7.8) anlamlıydı. Bu farklılaşma seviyesi, geniş dağılım aralıklarına sahip çam türleri ile karşılaştırılabilir (Wang ve diğerleri 1991 Ma ve diğerleri 2006 Pyhäjärvi ve diğerleri 2007). Örneklenen popülasyonlar arasında coğrafi engel bulunmaması nedeniyle P. krempfii, bu türdeki popülasyon farklılaşması, dağılımının parçalı doğasından kaynaklanmış olabilir. Diğer çamların çoğundan farklı olarak, P. krempfii saf meşcereler oluşturmaz ve bireysel popülasyonlar, diğer ağaç türlerinin yoğun çalılıkları arasında dağılmış küçük ağaç gruplarından ve/veya yalnız bireylerden oluşur (Nguyen ve Thomas 2004). Bu koşulların muhtemelen polen ve tohumunun yayılmasını sınırlaması ve yerel popülasyonlar arasında farklılaşmaya katkıda bulunması muhtemeldir. Üstelik, P. krempfii verimli rüzgar tozlaşmasını engelleyebilecek ıslak bir yağmur ormanı ortamında dağıtılır (Turner 2001). Yüksek nem, polen tanelerini nemlendirir ve şiddetli yağmurlar polenleri havadan uzaklaştırır. Özetle, bireysel popülasyonların göreceli yakınlığına rağmen, düşük nüfus yoğunluğu P. krempfii ve nemli ortam, gen akışını engelledi ve belirli bir derecede popülasyon farklılaşmasına yol açtı. Bu bulgular, çok sınırlı bir dağılıma sahip türlerin bile genetik olarak farklılaşmış popülasyonları barındırabileceğini göstermektedir.

Nükleer lokusları kullanan yaklaşık Bayesian hesaplama simülasyonları şunu önerdi: P. krempfii yaklaşık 2450 yıl önce başlayan üstel bir nüfus artışı yaşadı. Popülasyon genişlemesi, uyumsuzluk dağılım testi ile de desteklenmiştir. cpDNA verileri. Nüfus artışının zamanlaması P. krempfii örneğin birkaç yüz bin yıl öncesine tarihlenen diğer Avrasya çamlarında bulunanlardan çok daha sonraydı. P. yoğunluk Tibet Platosu'ndan (Gao et al. 2012 ) ve P. sylvestris Avrupa'dan (Pyhäjärvi ve diğerleri 2007). Böylece ortaya çıkan nüfus artışı P. krempfii Pleistosen sırasındaki küresel iklim dalgalanmalarından ziyade bölgesel iklim değişiklikleri veya insan faaliyetleri tarafından tetiklenmiş olabilir. üretim zamanını varsayarsak P. krempfii 50 yıl olarak, bu türde nüfus artışı sadece 49 nesil sürmüştür. Bu popülasyon genişleme bölümü, kapsamlı polimorfizm birikimine izin vermek için çok kısadır. Ayrıca, habitat P. krempfii son on yılda bozuldu ve parçalandı (Nguyen ve Thomas 2004), bu da P. krempfii nüfus. Daha önceki çalışmalarda önerildiği gibi, ABC'de uygulanan ve araştırılan modeller ve uyumsuzluk dağılım analizleri büyük olasılıkla çok basittir (Ingvarsson 2008 Gao ve diğerleri 2012). Muhtemelen, P. krempfii tekrarlanan nüfus büyüklüğü genişleme ve daralmalarından geçti ve en son nüfus düşüşü mevcut simülasyonlar tarafından ortaya çıkmadı. Popülasyon büyüklüğündeki azalma ve popülasyon parçalanması, çok kısa sürede nadir alellerin sıklığını azaltabilir (Ellstrand ve Elam 1993).

Tespit edilen son derece düşük nükleotid çeşitliliği P. krempfii diğer Avrasya çamlarının çoğundan yaklaşık 2-8 kat daha düşüktür (Şekil 3 Tablo S7) ve küçük popülasyon büyüklüğü ile tutarlıdır (1.43 × 10 4). ABC analizleri şunu önerdi: P. krempfii nüfus artış evresine girmeden önce 2,8 Myr'dan fazla bir süre için sadece birkaç yüz bireyden (455) oluşan son derece küçük bir ata popülasyonunu korumuştur. Bu durum P. krempfii küçük atalarının popülasyon büyüklüğü ile diğer kalıntı gymnospermlerden farklıdır, örneğin Ginkgo Biloba ve Cathaya argyrophyllabuzullaşmalardan önce bol ve yaygın olan (Wang ve Ge 2006 Gong et al. 2008). Brodribb ve Feild (2008), anjiyospermler ve subtropikal podokarplardan kaynaklanan rekabetin, P. krempfii.

Küçük popülasyon büyüklüğünün iki önemli genetik sonucu vardır. Birincisi, genetik sürüklenme nedeniyle genetik çeşitliliğin kaybıdır. Bir diğeri, ölümcül veya yarı öldürücü alellerin neden olduğu daha yüksek homozigotluk ve ölüm seviyelerine yol açan artan akrabalı yetiştirmedir. akrabalı yetiştirme katsayısı (FIS = 0.26) içinde P. krempfii gibi diğer çamlardan çok daha yüksektir. P. pinaster (0.069) (Eveno ve diğerleri, 2008). Bu çalışmada, örneklenen bireylerin çoğundan koniler topladık ve hemen hemen tüm tohumların boş olduğunu gördük. çiftleşme sistemi olmasına rağmen P. krempfii çalışılmamıştır, çam türleri kendi kendine uyumludur ve bu kozalaklı ağaç grubundaki boş tohumların varlığının, artan akrabalı yetiştirme seviyelerinin kesin bir göstergesi olduğu iyi bilinmektedir (Karkkainen ve diğerleri, 1996). Bu nedenle, genetik sürüklenmeden kaynaklanan çeşitlilik kaybının yanı sıra, mevcut popülasyonlar P. krempfii ayrıca akrabalı yetiştirme nedeniyle ek kayıplardan muzdarip olabilir. Çiftleşme sistemi üzerine gelecekteki çalışma P. krempfii akrabalı yetiştirmenin bu türdeki genetik çeşitlilik kaybı üzerindeki gerçek etkisini ortaya çıkarabilir.

pinus krempfii eski bir kalıntı olduğu düşünülmektedir (Nguyen ve Thomas 2004). Alt bölümdeki tek kaybolmamış türdür. krempfianae ve diğer çamlardan 10 milyon yıldan daha uzun bir süre önce ayrılmıştır (Willyard ve diğerleri 2007). Eşsiz morfoloji, fizyoloji, anatomi, sınırlı dağılım aralığı ve farklı habitat, bu türün uzun süredir diğer çamlardan izole edildiğini de göstermektedir. Küçük popülasyon büyüklüğü ile birlikte uzun vadeli izolasyon, genetik sürüklenmenin ve akrabalı yetiştirmenin etkisini artırabilirdi. P. krempfii, genetik çeşitlilikte ciddi azalmaya neden olur.

Nükleotid çeşitliliği, belirli genlerdeki ve çevresindeki varyasyonu azaltan seçici taramalarla veya nötr varyantlarla yakından bağlantılı zararlı mutasyonlara karşı seçimi saflaştırarak da azaltılabilir (Hahn 2008). Ancak, analiz edilen lokusların hiçbirinde seçim için güçlü kanıt bulamadık. LD'nin mesafeye göre hızlı düşüşü de genetik otostopun sınırlı etkilerini ortaya koydu. Bu nedenle, seçim, birkaç lokustaki düşük nükleotid varyasyon seviyelerini kısmen açıklayabilirken, çalışmamıza dahil edilen nükleer lokuslardaki düşük varyasyon seviyelerini açıklamak için yeterli görünmemektedir.

Koruma etkileri

Düşük nükleotid polimorfizmi, sınırlı dağılım ve yüksek boş tohum oranı P. krempfii türlerin önemli bir yok olma riskiyle karşı karşıya olduğunu göstermektedir. Nüfusun en fazla mevcut olmasına rağmen P. krempfii Şu anda Vietnam'daki milli parklarda yasal koruma altında olan bu canlılar, boyutlarının küçük olması nedeniyle ciddi tehdit ve stokastik süreçlerle yok olma riskiyle karşı karşıyadır. Nüfus büyüklüğü, Uluslararası Doğa ve Doğal Kaynakları Koruma Birliği (IUCN) sistemi (http://www.iucn.org/) kapsamında nesli tükenmekte olan türleri listelemek için beş kriterden ve genetik varyasyon kaybından en önemlisidir. bir türün biyotik ve abiyotik değişiklikler karşısında varlığını sürdürme potansiyelini azaltabilir. Bu nedenle, genetik çeşitliliğin ve popülasyon büyüklüğünün arttırılması için çaba gösterilmelidir. P. krempfii. pinus krempfii saf ormanlar oluşturmaz ve tipik olarak yoğun subtropikal ormanlarda 10-30 ağaçtan oluşan küçük gruplar halinde bulunur (Nguyen ve Thomas 2004). Bu türün kalıcılığı ve yenilenmesi, subtropikal orman ortamına büyük ölçüde bağlıdır. Örneğin, fidan ve fidan P. krempfii orman gölgeliği altındaki gölge ortamıyla sınırlandırılmıştır (Nguyen ve Thomas 2004). Ne yazık ki, insan faaliyetleri (örneğin, 1960'larda savaş ve arazilerin tarıma açılması) ve son yıllardaki iklim değişiklikleri nedeniyle habitatlarının kapsamında ve kalitesinde sürekli bir düşüş var (Nguyen ve Thomas 2004). Habitat kaybı, nüfusun büyüklüğünü azaltabilirdi. P. krempfii geçmişte ve gelecekte nüfusun iyileşmesini önleyecektir. Bu nedenle, mevcut olanı kurtarmak için ilk çaba P. krempfii nüfus, yaşam alanlarının korunması ve restorasyonu olmalıdır. P. krempfii için uyarlanmıştır.

NS yerinde Ancak tek başına koruma, sınırlı dağılım nedeniyle türleri koruyup geri kazanamaz. P. krempfii. Öyleyse, ex situ habitat bozulmasını ve parçalanmasını dengelemek için korumaya da yüksek öncelik verilmelidir. Bu bağlamda, kendi kendine yeten vahşi popülasyonlar oluşturmak için tanıtımlar tasarlanabilir ve bu uygulama uygun habitatlarda gerçekleştirilmelidir.

Tespit edilen yüksek boş tohum oranı P. krempfii Bu türün akraba evliliği depresyonundan muzdarip olduğunu öne sürüyor. Bu nedenle, genetik olarak farklı popülasyonlar arasında, hatta aynı meşcerenin bireyleri arasında bile kontrollü çaprazlamalar gibi geleneksel yetiştirme uygulamaları, genetik çeşitliliğin eski haline getirilmesine ve zenginleştirilmesine yardımcı olabilir. P. krempfii. Kontrollü çaprazlamalar, ekonomik ve ekolojik açıdan önemli bitki türlerinin yabani popülasyonlarının hem ıslahı hem de korunması için önemli genetik araçlardır. Nüfus farklılaşması düşük olmasına rağmen P. krempfii, bazı popülasyon çiftleri (ör. Bidoup vs. Cong Troi 103) önemli ölçüde farklılık gösterdi (veriler gösterilmemiştir). Bu nedenle, bu popülasyonlar arasında kontrollü çaprazlamalar makul görünmektedir ve genetik olarak geliştirilmiş tohumların üretimi için bir tohum bahçesi kurulabilir. P. krempfii, ancak potansiyel faydalar tam uygulamadan önce değerlendirilmelidir. Gelecekteki çalışmalar, canlıların evrimsel tarihini daha iyi anlamak için hem genomik hem de ekolojik verileri kullanmalıdır. P. krempfii ve bu tür için daha iyi nicel geri kazanım kriterleri geliştirmek için ek koruma çabaları (örneğin, aşılama değerlendirmesi ve popülasyon canlılığı analizi) yapmak.


Videoyu izle: Bagaimana contoh dari Polymorphism? (Haziran 2022).


Yorumlar:

  1. Peterka

    Bu büyük bir sır değilse;), blogun yazarı nereden?

  2. Yozshunris

    İsteyerek kabul ediyorum. Bence bu gerçek, tartışmaya katılacağım. Birlikte doğru bir cevaba gelebiliriz. Eminim.

  3. Pol

    Bunda bir şey iyi fikir, diye devam ediyorum.



Bir mesaj yaz