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体积 2020年 |文章的ID 2420976 | https://doi.org/10.1155/2020/2420976

有文才,Guoqian杨、鑫邓号邵,涌泉,郭魏,梁红,Xianzhi张, 性分子识别的耐寒橡胶树(杜仲Oliver)通过ddRAD标记”,国际基因组学杂志, 卷。2020年, 文章的ID2420976, 10 页面, 2020年 https://doi.org/10.1155/2020/2420976

性分子识别的耐寒橡胶树(杜仲Oliver)通过ddRAD标记

学术编辑器:安东尼奥费
收到了 2020年1月21日
接受 03年4月2020年
发表 2020年5月16日

文摘

杜仲在工业和很重要的药用价值,也被称为哈代橡皮树,是杜仲科的唯一物种。然而,其雌雄异体的产权阻碍性识别传统形态学观察早期的发展阶段,从而抑制繁殖和经济作物。在这项研究中,double-digest限制site-associated DNA测序(ddRAD-seq)应用于屏幕上对性与性别相关的分子标记鉴定和调查性别决定系统的20个男性和女性大肠ulmoides株,分别。结果,五个候选人男性位点但没有建立一级位点之间的183752名男性和147122名女性目录位点的生物信息学分析。后续PCR(聚合酶链反应)放大和桑格测序检查另一个24个人,12个为每个性,从一个单独的人口。MSL4,一个理想的伴性的轨迹是确定的五个公认的男性位点被发现使用ddRAD数据。MSL4 479 bp的长度和高度保守的男性个体,暗示其特性是稳定的和可重复的。我们的研究结果也表明性别的Eulmoides可能是基因决定的。简而言之,这项研究提供了一个一致的和可再生的ddRAD标记(MSL4)能够区分男性与女性的幼苗Eulmoides,这将是有价值的快速育种实践和更好的商业生产这经济上重要的树。

1。介绍

杜仲奥利弗,属于单型的家庭杜仲科[1),是一个经济上重要的雌雄异体的树特有的中国南部和中部(2]。它是一个著名的三级残遗树种,广泛种植药用植物在中国2000多年(3]。近年来,这一物种已被称为哈代橡胶树由于滴的高生产率,即。TPI (trans-1 4-polyisoprene)在整个植物(4- - - - - -6]。因为它适应性广在亚热带和温带地区,Eulmoides因此,有可能取代俗称对位橡胶树(橡胶树取代巴西橡胶树大戟科)限制在热带区域(7,8]。然而,性别识别的幼苗Eulmoides对其雌雄异体的性系统相当困难和长生命周期(8 - 10年),这限制了育种的效率改善滴(Eu-rubber)收益率或其他农艺性状(9]。

雌雄异株代表了性分离不同的个体,就像大多数哺乳动物,包括男性和女性的个人(10]。只有6%的开花植物。,15,600 species in 987 genera of 175 families, however, are dioecious [11]。一般来说,有三种性别决定系统通过性染色体已经显示在雌雄异株植物:XY, ZW, XO (12]。XY性染色体系统异配性在男性(XY),而女性同配的XX,这是确定猕猴桃对(13),芦笋officinalis(14),番木瓜(15),而硅宾latifolia(16]。相比之下,ZW性染色体系统特性女性heterogamety (ZW)和男性homogamety (ZZ)等杨树trichocarpa(17]。一些其他的物种,例如,Rumex acetosa,发展一个XO性别决定系统中,一个人的性别是由X-to-autosome比率(18]。直到现在,异形的性染色体只有验证39可靠的细胞遗传学和/或植物的分子证据(19]。雌雄异株植物耐寒橡胶树Eulmoides有一个二倍体基因型的基本组成 染色体和大约1.2 Gb的基因组大小20.]。尽管如此,它仍然不确定Eulmoides有一个遗传性别决定或异形的性染色体(21,22),导致识别性的困难和不可靠Eulmoides在营养生长阶段通过核型(23]。

此外,性别决定基因和基因组学的出现,出现在一些植物(24]。例如,在猕猴桃(Actinidia spp), Y-encoded基因SyGIFrBy独立行动的抑制女性化(进而)和男性(M)的维护25]。在柿子(Diospyrosspp。) Y-encoded假基因奥吉是充分的表达的雄蕊和雌蕊的镇压编码一个小RNA和针对其常染色体对应的基因吗政府鼓励(26]。两个Y-encoded因素,命名索夫aspTDF,在花园中发现了芦笋(一个officinalis)的表达男性压迫女性发展(27]。Nonrecombining男性也被表现为区域包括许多基因C木瓜(28),Ptrichocarpa(29日),而年代latifolia(30.]。最近,一个假定的马德斯框APETALA3-like基因,分组与成年的话表达,可能被确认参与性别决定的Eulmoides基于转录组分析(31日]。然而,据我们所知,性别决定机制Eulmoides迄今为止仍在黑暗中。

例如性异形理论形态和两性之间的生理差异已报告在雌雄异株植物(32,33]。滴收益率表现出非同寻常的两性异形之间的男性和女性的树木的叶子Eulmoides(21]。果实积累的最高含量滴在叶子,叫,根、果实、种子Eulmoides(7]。最优比例的6 - 8%的男性被认为是足够提供精子的杜仲果园(23]。因此有必要开发一个简单、准确、有效的方法对性的识别Eulmoides似乎很久以前phenomorphological特性满足最优性比例滴生产。

理想与性别相关的分子标记可以帮助选择了低价值男苗和雌蕊树木在青少年阶段,因此扩大经济效益的果园,应用于猕猴桃(34)和沙棘(沙棘)[35]。限制site-associated DNA测序(RAD-seq)及其修改版本double-digest RAD-seq (ddRAD-seq),高通量测序方法的基础上开发的新一代测序,使成千上万的分子标记的发现nonmodel物种在生态和进化的研究(36,37]。考虑到RAD-seq / ddRAD-seq已成功用于识别位于性染色体的DNA序列在雌雄异株植物,如在Excoecaria agallocha(38),猕猴桃39),而年代latifolia(40),在这项研究中,我们使用稍微修改ddRAD (心肌梗死ddRAD)技术(37DNA标记]发展性别性别鉴定Eulmoides在营养生长阶段。

2。材料和方法

2.1。植物材料

共有20名女性和20名男性从人口的树木Eulmoides西农大学的在校园里种植中国陕西杨凌(34°16 56 N, 108°04 27 E)采样ddRAD标记发展。他们的性别是由花特征在开花季节(2017年4月),当有雄蕊的歧视和雌性基因型决定(图1)。对每个人来说,新鲜健康叶片收集之前立即沉浸在液态氮,然后储存在-80°C到DNA隔离。此外,我们取样12男12女个人从新乡河南师范大学,河南,中国(34°41 33 N, 113°40 16 E) 2018年4月作为一个单独的人口来验证性别标记。这两个采样点之间的距离大约是650公里。

2.2。DNA隔离,ddRAD图书馆建设,Illumina公司测序

基因组DNA是孤立于叶样品采用CTAB法(41]。DNA的质量在1.0% (m /监控 )琼脂糖凝胶和NanoPhotometer®分光光度计(Implen、钙、美国)。我们建造了一个ddRADseq库之后的20个男性个人和20个女性的个人心肌梗死ddRAD协议(37]。简而言之,AvaII+MspI酶对被用来消化和结扎纯化基因组DNA条形码适配器。然后,DNA样本汇集和片段长度500 - 600个基点选择PCR扩增。丰富的DNA被凝胶纯化和测量,量子位2.0荧光计(美国生命科技,CA)。最后,库测序2500年Illumina公司HiSeq Novogene平台,北京,中国,生成paired-end (PE)读取150个核苷酸长度。

2.3。ddRAD-seq数据分析

生读去复用使用栈中的process_radtags算法软件1.24版本(42,43]。每读估计平均序列质量FastQC版本0.11.3 [44),和适配器读取确定使用Cutadapt 1.9.1 [45]。读取的低质量(Q10的得分低于phr),用模棱两可的条形码(不匹配)的存在,或失踪限制站点,适配器读取被生成干净的数据。所有清洁读取被截断最后135个碱基对(bp)的长度,不包括条形码和劣质核苷酸的3 最后,为后续分析。

ustacks模块使用堆栈首先合并短内容序列为标签/位点组- 10日- 3, 是相同的读取所需的最小数量创建堆栈和 之间允许的最大距离(核苷酸)堆栈(38]。这时,一个目录被建造的cstacks程序(− 3)所有这些人, 位点之间允许的最大数量不匹配的目录。最后的输出sstacks从每个样本(matches.tsv)用于识别假定的性别基因座的R脚本(46]。出现在≥ddRAD轨迹 - - - - - -1个人的性( 是一种性别的个体总数),而没有其他性被定义为所有个人的假定的性别标记(38]。

因为每个成员的PE读取被当作一个独立的轨迹在上面的分析中,我们进一步研究了如果有情况的两个预测性别ddRAD位点占一双PE读的两名成员。此外,清洁读取的异性被映射到每个位点选择Linux grep命令来排除任何精确匹配序列的可能性所选轨迹。这两个步骤可以缩小候选标记的数量38]。

2.4。PCR验证假定的性别ddRAD位点

我们随后进行了PCR验证这些假定的性别ddRAD位点的基础上额外的24个人每性(12)收集从一个单独的河南人口。正向和反向引物的设计Primer3 [47)和固定的序列假定的与性别有关的ddRAD位点(表S1)。我们使用的体积25μL PCR扩增反应:12.5μLPCR混合(Tiangen生物技术,北京),2.0μL decamer随机引物(25μ摩尔·μl1),0.5μL基因组DNA (100 ng·μl1),10.0μL ddH2o .以下使用PCR概要:最初在94°C变性3分钟紧随其后30周期的变性(30年代在94°C),退火(30年代在59°C)和扩展在72°C(1分钟),并最终扩展72°C 5分钟。PCR扩增产品最终检验1.0%的琼脂糖凝胶。每个PCR实验重复两次验证的可靠性和稳定性。

2.5。桑格的测序验证ddRAD标记

此外,为验证ddRAD标记,只有放大通过PCR在男性而不是女性(男性位点MSL4),我们测序乐队Sanger测序在ABI 3730 x Sangon生物技术,上海,中国。我们使用了MSL4-F引物(表S1测序引物),和所有的12个男性个体用于PCR验证测序。获得12序列对齐产生共识序列Geneious v11.1 [48),搜索的在网上性别blastn ddRAD位点的预测 值< 105(49确认他们的起源相同基因组的位置。确定ddRAD标记也被爆炸NCBI核苷酸数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)调查他们潜在的功能信息。此外,我们运行本地blastn MSL4查询和通过设置标志杜仲基因组支架(https://bigd.big.ac.cn/gwh/Assembly/13/show)[20.)数据库。

3所示。结果

3.1。ddRAD测序和位于性染色体的基因座的发展

40个人的Eulmoides每个性别都有20个人,根据ddRAD-seq测序协议。大约2 - 3 Gb数据为每个单独的产生,达到180645228 paired-end (PE)阅读( bp 100 Gb)。多路分解和质量过滤后,我们总共有178740749读( 英国石油(bp) 54 Gb)。读取40个样品的数量从2186096年到6742116年(表1)。的ustacks分析了20807年至95993年期间ddRAD标记在这些样品。使用cstacks,我们得到183752位点和147122位点在男性和女性中,分别。


男性 不。的读取 不。ddRAD标签 不。的读取 不。ddRAD标签

M1 3824332年 41724年 F1 3621226年 47001年
平方米 4129114年 64385年 F2 2253982年 23616年
M3 4295004年 54496年 F3 5256178年 79809年
M4 5432212年 79735年 F4 4352006年 64904年
M5 3535126年 42335年 F5 6369882年 92210年
M6 4908108年 69511年 F6 4485857年 56084年
M7 3614255年 40623年 F7 2816328年 30228年
M8 6709238年 82083年 F8 4107792年 56497年
M9 2664860年 32317年 F9 3809033年 46428年
M10 2355478年 20807年 F10 2727482年 24611年
M11公路 3684222年 40937年 5165036年 82508年
M12 2706853年 30620年 F12 5593874年 76306年
M13 5690638年 72379年 F13 6251392年 95993年
M14 6417624年 94810年 F14 3956216年 38078年
M15 3890158年 42191年 F15 6330162年 90762年
M16 6742116年 93592年 F16 4312874年 63217年
M17星云 5850922年 84222年 F17 5295320年 78552年
M18 5774106年 84796年 F18 3544489年 35002年
M19 3890228年 46438年 F19 4686812年 65568年
M20 2186096年 30450年 F20 5504118年 84643年

通过筛选sstacks输出(matches.tsv),我们初步发现11个候选male-linked ddRAD位点,在19/20的男性和20没有一个女性。基于进一步检查,如果这些位点代表一对PE读取和没有精确匹配的女性清洁读,我们终于确定了五个位点作为假定的男性ddRAD标记,标记成MSL1, MSL2 MSL3 MSL4, MSL5(表2)。鉴于ddRAD-seq DNA片段的长度控制在500个基点左右,应该紧密相联,我们认为每一个标记作为一个独立的基因位点。有趣的是,没有候选人female-linked ddRAD位点被发现在我们的分析。ddRAD-seq数据存入顺序读取存档(SRA) NCBI数据库,与加入PRJNA607161数量。


轨迹 ddRAD序列

MSL1 PE读1
GACCTAGGTACAGAAAATGTCCCCAATGAAATGAATGAAGTAGAAATATCAGCCGAAGCAGTGGAAGAGAAGATGTCAGATTGCCATGTGGATATGGAGACTGGTGTAGATGCTAACCCTAGTAACGGATCTGAA
PE读2
GGTGTTCTAAATGAAGGTGTTGTTTTCTCCTCCGAAGTCTGTAGCAAGATAGAAGACTTTACAGTTAACGTGAAAACCCAACCTCAACAAGAGACAAGATAATCATCTTAGGTAATTTATACCCTCATGATAATA
MSL2 PE读1
GTCCTTAAAGTCCACGCATAGTCTTCACTTGTTTTTAGCCTTGGGTTCAATGACCAAGTTTGATATCCAATCCGTGAACTTCACCTTTTCTACTATATCGGACTTGATCAATTTGTTTATTTTTTCTTCAATGAT
PE读2
GGGCACGGAGTACTAGAGCTCATGACCCTAGATTTTGAACCAGCATCGGTACCAATTAATAACCCTTGGGATGAAGAACCGACCCTCCTCCCTCATGAAGACCTTGTTAAAGTGTCCATCCACCCAACCATTAAG
MSL3 PE读1
GTCCTTCTCTGCATATTGACCGCCACGGCGGTGGTCTGGAAGCCTTAGCAGTAGGCTGCTTTTCAAAATTTGGCCCTTATGTTTGTTTTCTTATCGTTCTTCCACCATTCTTGATCTGATTTGATTGTTTATGAT
PE读2
GGATTGGATTATTCACCAACAAAGCTCATAACTTAAACCATAAAGGTATAGGATATCCATATGTCAGATTGGGTTCCACTCTCCACTAATGTAGGCTTAGAAATTCAAAAAGATCAAAAGGACATGGATCGGTTT
MSL4 PE读1
GTCCCTTGATCTGCAAAAAGTAGACAGAGCCAACCAACAGGAAAAATTAAATAAATTAGTTGTGGTGAGAAATTCCCGATCAAGCAGCCATTGCTAGCGCTAGGATGCTTGAATCTTCATTCAAGCAGTCAGATT
PE读2
GGTCGTTATTATTAAATATTTTATTTTTCTGTGTGATTAGCTTTTAGATGAATTGTGGGGCTCAAACTTCATGATTCATCTCAATGCTTTCTGAGCTTCTCGATCTTTTCTTCATGTTTTTTCATGGTTGAAGAG
MSL5 PE读1
GTCCCTTCCAAAGGAGATGAGAGAATAGGATATTTATAGGAAAAATATCTAAACAAAATATCTAATCTGTGCAGAGGTCACCGCCGCGGCGGTGAGTAGGTCGGTTGGTTGATCGCCTCAGCGGTGAAAAAGACG
PE读2
GGTTTTGTTAAGTTTTAGAGCATTTTTATATGTTTTAATTAGTTTTTATTCTTTTTGTATTAAAATAGGTGTATGGGGCTAAAATATAGGAAACTTGAGCGAAAACATTGAGATCGAACCAAAACGGTCGAAGAA

3.2。男性ddRAD标记检查

总共12男个人和12女收集的个人独立河南人口被用来检查确定五个候选人男性ddRAD位点(表2)通过PCR扩增和Sanger测序。我们发现没有一个PCR凝胶条带MSL1, MSL2 MSL3和MSL5男性(图2),甚至出现没有区别男性和女性的(数据2(一),2(b)2(d))。相比之下,PCR产物的琼脂糖凝胶电泳的轨迹MSL4显示一个独特的男性模式,显示一个明亮的乐队与预期大小,约500个基点,在每个12男性个体而不带任何女性个体(图123)。此外,在两个实验复制结果是一致的。

我们进一步测序男性乐队(MSL4)从12男个人Sanger测序。MSL4是高度保守的序列,没有序列变化,12有雄蕊的基因型(图4(一))。这个标记的共识序列被确定为479个基点的长度(图4 (b)像预期的那样),(大约500个基点,图3)。此外,生产了479核苷酸与ddRAD MSL4序列完全匹配(一对读取135个基点,表2),表示相同的基因组起源。这个男性的爆炸分析没有发现撞击ddRAD标记在NCBI核苷酸数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/)。幸运的是,我们发现高相似性的位置在GWHAAAL00024598 25047 - 25525 # OriSeqID = scaffold571_obj # Len = 331914 (杜仲基因组支架,https://bigd.big.ac.cn/gwh/Assembly/13/show)和MSL4。详细结果如下: 位(452), , (98%), (0%)和链= + / +。我们进一步确定支架的注释信息(加入# OriSeqID = scaffold571_obj = GWHAAAL00024598),发现MSL4可能是non-protein-coding序列位于CDS17(24544 - 24670)和CDS18(25716 - 25793)未知函数的一个假定的基因。

4所示。讨论

雌雄异株的进化一直是一个有趣的问题,因为在达尔文的时间50]。然而,许多植物雌雄异体的同态性染色体,例如,野生草莓(草莓属virginiana)和花园芦笋(答:officinalis正常值),难以检测的缺乏明显的跨界车或配对(12,51]。直到现在,报告的性染色体Eulmoides通过核型失踪,性别歧视是不可靠的21,22]。此外,年轻,可能小的与性别有关的区域是棘手的被发现,因为他们已经停止在减数分裂重组(19,24]。到目前为止,只有少数的性别决定基因分析猕猴桃,芦笋,Diospyros等等(10,52]。基因与男性或女性heterogamety性别决定Eulmoides是有争议的23]。性别分子标记已被证明是成功的在幼苗鉴定性别,推断性别决定系统,寻求性别决定基因(24,51]。在这种情况下,我们报告一个可再生的和一致的ddRAD-PCR性别鉴定的方法Eulmoides基于高通量测序技术。

如SSR分子标记(简单序列重复),妊娠(扩增片段长度多态性),疤痕(sequence-characterized放大区域)和RAPD(随机扩增多态性DNA)常用在探索雌雄异株植物性别标记的34,35]。然而,大量的引物或底漆对需要屏幕位于性染色体的标记在这些传统的方法,这是非常消耗大量的劳动和时间。例如,1000 decamer引物筛选以确定一个female-linked疤痕标记忽花布(53];在答:officinalis760引物被用于开发一个疤痕与M(雄性决定)相关联的标记位点(54]。尤其是对树种Eulmoides,它是更难屏幕位于性染色体的标记通过传统的方法(例如,SSR、妊娠和RAPD)由于实验十字架和连锁图结构通常是不切实际的。例如,在P维拉(55950个基点),只有一个标志被发现400的女性表型筛选引物紧密相连;总共45 decamer引物进行检测一个female-linked RAPD-SCAR检测H人体(56]。先前的研究Eulmoides探索一条引物(EST-Eu059) 140对EST-SSR引物位于性染色体的标记,显示额外的乐队在男性植物(57]。相比之下,这里的ddRAD-seq方法生成大量的全基因组标记Eulmoides但随着劳动力和成本少得多。我们获得高密度ddRAD标签20男性20(183752)和女性(147122)Eulmoides(表1)在整个基因组,基于这五个公认的性别标记(表中被发现2)。

更重要的是,ddRAD-seq技术在本研究直接使用多个成人男性和女性人口自然筛选性别标记,这在很大程度上是不同于以前的研究探索基于实验穿过位于性染色体的标记和基因隔离(39,40,58]。通过生物信息学ddRAD-seq数据的分析,我们发现五个候选人男性标记Eulmoides(表2)。基于进一步检查这些假定的标记的PCR扩增在另一个独立的人口(数字23),我们成功地发现了一个可靠的性别标记(MSL4) pcr性别鉴定。MSL4的高度专业化的带型之间的男性和女性在不同的实验复制(图非常稳定3)。因此一个理想的标记性识别的幼苗Eulmoides与简单的PCR和琼脂糖凝胶电泳,类似于疤痕标记开发其他雌雄异株物种35,56]。鉴于至关重要的性别小树多年生木本植物的农业产业和重要的经济价值,正如哈代橡皮树(大肠ulmoides),这项研究提供了一个方便的和具有成本效益的方法筛选性别标记的性别歧视。除了本研究,ddRAD-PCR技术已经证明固体识别性别标记在雌雄异体的红树林树中,大肠agallocha(38]。

性别认同的幼苗Eulmoides大体上是重要的育种实践(59,60]。作为一个树种,Eulmoides之前有经历8 - 10年的年少时期花期和果期(23];因此,早期确定性别的幼苗可以加快人工选择育种程序。稳定的男性标记(MSL4)在本研究开发能够被用于快速性的识别Eulmoides很久以前成熟时花的形态特征是看不见的。此外,这个标记识别的陕西人口Eulmoides还在河南工作人口,这是表明MSL4所有的数量可能是一个普遍的标志Eulmoides在他们的国家或全球分布。Eulmoides引来众多关注耐寒橡胶(滴)近年来生产7,61年]。先前的研究已经显示两性异形叶的雄性和雌性之间滴内容(21)和最高的滴积累水果(23]。因此,至关重要的是辨别性别的幼苗Eulmoides与分子标记MSL4保证最佳的性别比例Eulmoides果园,这将在很大程度上提高他们的经济价值。

探索nonmodel决定性别的地区植物物种可能帮助我们理解复合抑制在年轻的性染色体的进化(10,62年]。12我们测序MSL4片段从河南人口只有雄蕊的基因型,发现没有在这个位点(图序列的变化4(一))。排列的479个基点核苷酸(图4 (b)从ddRAD-seq分析(表)和相应的序列2)进一步保证更有说服力的结论,它们共享相同的基因组的起源。尽管零核苷酸相似性支安打的MSL4 NCBI数据库(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/),我们幸运的是找到了一个MSL4的同源序列杜仲基因组数据库(GWHAAAL00024598 OriSeqID = scaffold571_obj Len = 331914,https://bigd.big.ac.cn/gwh/Assembly/13/show核苷酸的身份是98%(职位:25047 - 25525)。值得注意的是个人Eulmoides植物用于基因组测序也是一个男性树(20.),这使我们能够确定MSL4的同源序列,支持结论我们在这里画MSL4是男性标记。三个公认的基因已经被注释的未知函数在这个脚手架(# OriSeqID = scaffold571_obj加入= GWHAAAL00024598 GWHAAAL00000000.gff),其中MSL4位于CDS17之间的基因内区(24544 - 24670)和CDS18(25716 - 25793)的第一个基因(2411 - 25793)。功能的研究这个基因位点将促进推出的性别决定机制Eulmoides在未来。

性别标记也被用来推断性别决定机制在一些物种,如猕猴桃(13,39)和木瓜(63年]。在这项研究中,我们确定了五个候选人男性标记和不使用ddRAD-seq技术(表一级的位点2)。进一步的PCR和桑格测序检查证明男性序列的5个位点(人物之一34)。男性片段的发展人口绝大部分表明性别的Eulmoides可能是基因决定的。显著地,我们只发现男性ddRAD标记,但没有一级的位点,类似于最近的一项研究,只有找到一个男性SSR标记(EST-Eu059)Eulmoides(57]。479个基点男性轨迹可能暗示它的位置在性染色体上,这表明Eulmoides可能有一个XX / XY性别决定系统。但是,我们应该记住它,更多的与性别有关的标记需要探索解剖性别决定的遗传结构Eulmoides在未来。

5。结论

在这项研究中,我们进行了ddRAD-seq屏幕假定的与性别有关的标记在哈迪橡胶树,大肠ulmoides,并在此基础上我们确定五个候选人虽然没有一级的男性位点。五个男性位点之一(MSL4)进一步验证了PCR扩增和桑格测序在地理上遥远的人口。因此,男性ddRAD标志是可再生的,快速和精确的工具从女性幼苗歧视男性Eulmoides。结果还表明,Eulmoides可能有一个性别决定基因系统。总的来说,可靠的性别鉴定Eulmoides在青少年阶段的男性标记不仅是有价值的分子标记辅助育种计划也有助于确定最佳的性别比例Eulmoides果园最大增加滴(Eu-rubber)收益。ddRAD的组合方法和PCR也揭示了在其他雌雄异株树种识别性别标记。

数据可用性

ddRAD-seq数据生成和分析在这项研究已经存入顺序读取存档(SRA) NCBI数据库,与加入PRJNA607161数量。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

作者的贡献

wang X-ZZ构思和设计实验。wang, G-QY、XD和F-QS进行了实验。wang, G-QY X-ZZ分析数据。Y-QL, WG、HL和X-ZZ贡献试剂/材料/分析工具。wang和X-ZZ写道。所有作者进行审核和批准最终的手稿。

确认

作者感谢陈冯富珍博士张(河南师范大学)和漆汉人对他们的帮助(农田灌溉研究所)在样本收集。作者还要感谢博士Ta-na Wuyun请共享杜仲基因组数据和周Yu-Bin先生帮助数据分析。这项工作是由中国国家自然科学基金(31600173),Xinglin广州中医药大学人才基金(A1-AFD018181Z3949),为广东林业科技创新项目(2019 kjcx012),和优秀的医生中凯农业工程大学基金(KA180581235)。

补充材料

表S1: PCR引物用于放大假定的伴性ddRAD位点杜仲。(补充材料)

引用

  1. j . w . Byng m . w .追逐,m . j . Christenhusz et al .,“一群更新了被子植物系统分类为开花植物的订单和家庭:APG四世”植物的林奈学会》杂志上卷,181年,第121 - 105页,2016年。视图:谷歌学术搜索
  2. z . y . Zhang, h·d·张,n . j . Turland“杜仲科,”中国植物志y、z吴、p h .乌鸦和d . y .香港。,43页,科学出版社;密苏里植物园,北京,2003。视图:谷歌学术搜索
  3. f·d·李和h . y .杜杜仲,中国中医药出版社,北京,中国,2001。
  4. r·陈y Harada t, y Nakazawa,和k . Gyokusen isopentenyl二磷酸异构酶基因的超表达增强trans-polyisoprene生产杜仲奥利弗,”BMC生物技术,12卷,不。1,p。78年,2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  5. 铃木n h . Uefuji t Nishikawa et al .,“EST库的建设和分析trans-polyisoprene生产工厂,杜仲奥利弗,”足底,卷236,不。5,1405 - 1417年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  6. h·l . Wang du, t . n . Wuyun“全基因组小分子核糖核酸的识别及其目标的叶子和果实杜仲使用高通量测序,”植物科学前沿7卷,2016。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  7. h . y . Du w z胡,r .,报告中国杜仲橡胶资源的开发和行业(1 - 2015)社会科学文献出版社,北京,2015。
  8. y Nakazawa, t, t .武田et al .,“Eucommia-rubber生产杜仲摘要采用。(hardy rubber tree),”植物生物技术,26卷,不。1,第79 - 71页,2009。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  9. h·h·刘,h . y . Du和t . n . Wuyun”生物技术育种研究进展,杜仲”湖南林业科技,43卷,第136 - 132页,2016年。视图:谷歌学术搜索
  10. i m·亨利·t .船长,r·道和l . Comai”一百种方法发明性别:理论和观察到的路径在雌雄异株植物,”植物生物学的年度审查卷,69年,第575 - 553页,2018年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  11. s·s·雷纳,“被子植物性系统的相对和绝对频率:雌雄异株,雌雄同体,雌性两性异体,和一个在线数据库更新,“美国植物学杂志》,卷101,不。10日,1588 - 1596年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  12. r·明a . Bendahmane s s·雷纳,“在陆地植物性染色体,”植物生物学的年度审查卷,62年,第514 - 485页,2011年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  13. l·g·弗雷泽·g·k . Tsang p . m .日产et al .,”一个拥有连锁图雌雄异株物种猕猴桃对(猕猴桃)揭示了假定的X / Y染色体性别决定,”BMC基因组学,10卷,不。1,p。102年,2009。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  14. a . Telgmann-Rauber a . Jamsari m . s . Kinney, j·c·皮雷和c·荣格“遗传和物理地图的雌雄异株植物性别决定M-locus芦笋,”分子遗传学与基因组学,卷278,不。3、221 - 234年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  15. 马z . Liu p h·摩尔,h . et al .,”一个原始的Y染色体木瓜是初期的性染色体进化,”自然,卷427,不。6972年,第352 - 348页,2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  16. m·尼古拉斯·g·Marais诉Hykelova et al .,“重组限制的一个循序渐进的过程性染色体在雌雄异株植物的进化历史,”公共科学图书馆生物学,3卷,不。1,p . e4, 2004。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  17. t, s . p . DiFazio l·e·冈特et al .,“基因组结构和新兴的初期性染色体的证据杨树”,基因组研究,18卷,不。3、422 - 430年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  18. m . Błocka-Wandas e . Sliwinska a . Grabowska-Joachimiak k . Musial和a·j·Joachimiak雄性配子体发育和花粉粒的两类不同的DNARumex acetosal,a plant with an XX/XY1Y2 sex chromosome system and a female-biased sex ratio,”性的植物繁殖,20卷,不。4、171 - 180年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  19. d . Charlesworth“植物性染色体”,植物生物学的年度审查卷,67年,第420 - 397页,2016年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  20. h . t . n . Wuyun l . Wang刘et al .,”哈迪橡胶树基因组提供了洞察聚异戊二烯生物合成的发展,“分子植物,11卷,不。3、429 - 442年,2018页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  21. h . y . b . Wang Wang, l·罗·m·李和k .崔”比较细胞学、顶端芽和滴内容只有雄蕊的与雌性树、杜仲”植物学报41卷,第11 - 15,1999页。视图:谷歌学术搜索
  22. y . d, l . x, h·李和j .程”的核型分析杜仲”,Gasu林业科学和技术杂志》上33卷,1 - 4,2008页。视图:谷歌学术搜索
  23. h . y .杜中国杜仲画报,中国林业出版社,北京,2014。
  24. j ., a . Boualem a Bendahmane, r·明“性别决定基因”,当前植物生物学的观点18卷,第116 - 110页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  25. t .船长,s·m·皮尔金顿大肠Varkonyi-Gasic et al .,“两个Y-chromosome-encoded基因决定在猕猴桃,”自然植物,5卷,不。8,801 - 809年,2019页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  26. t .船长,i m·亨利·r·道和l . Comai”植物遗传学。Y-chromosome-encoded小RNA作为性行列式在柿子,”科学,卷346,不。6209年,第650 - 646页,2014年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  27. a . Harkess j .周许c . et al .,“芦笋基因组揭示了一个年轻的Y染色体的起源和演化,“自然通讯,8卷,不。1,p。1279年,2017。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  28. j·k·j . Wang Na,问:et al .,“X和Yh染色体测序木瓜揭示了初期的性染色体进化的分子基础,”美国国家科学院院刊》上,卷109,不。34岁,13710 - 13715年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  29. a .杰拉尔德·c·a·赫夫a卡普纶et al .,“最近的Y染色体差异尽管杨树(古代雌雄异株的起源杨树),“分子生态学,24卷,不。13日,3243 - 3256年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  30. n . Blavet h . Blavet a Muyle et al .,“通过BAC识别新位于性染色体的基因测序的雌雄异株植物硅宾latifolia”,BMC基因组学,16卷,不。1,2015。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  31. w·王,x张“性别偏向的基因表达与识别假定的sex-associated基因杜仲奥利弗使用比较转录组分析,“分子,22卷,不。12,2255页,2017年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  32. j . Zluvova j . Zak Janousek,和b . Vyskot雌雄异株硅宾latifolia植物显示两性异形营养阶段。”BMC植物生物学,10卷,不。1,p。208年,2010。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  33. n . Zemp r·塔瓦雷斯,a Widmer真菌感染引起性别转录雌雄异株植物性别上同种二形性变化和改变硅宾latifolia”,公共科学图书馆遗传学,11卷,不。10日,2015年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  34. Hale, a .梅洛和h . Gustafson”与性别相关的分子标记两cold-hardy猕猴桃的物种,猕猴桃arguta和a . kolomikta”,欧洲园艺科学杂志》上,卷83,不。4、236 - 246年,2018页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  35. g . Korekar r·k·沙玛r·库马尔et al .,“识别和验证的伴性的疤痕在雌雄异体的标记沙棘l .(胡颓子科),“生物技术信,34卷,不。5,973 - 978年,2012页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  36. k·r·安德鲁j . m .好,m·r·米勒g . Luikart和p . a . Hohenlohe”利用RADseq生态和进化基因组学,”自然遗传学评论,17卷,不。2、81 - 92年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  37. G.-Q。杨,y . m . Chen j.p.王et al .,“发展一个通用和简化ddRAD图书馆在被子植物植物SNP基因分型结果发现和制备方法,”工厂方法,12卷,不。1,2016。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  38. y, w . Wu z Ning, r·周“性别标记的识别和表征的红树林Excoecaria agallocha使用双消化限制site-associated DNA测序,”水生植物卷。144年,54-60,2018页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  39. 问:张先生,c·刘,刘y et al .,“高密度种间遗传猕猴桃和识别性别标记的地图,“DNA研究,22卷,不。5,367 - 375年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  40. 美国秋r . Bergero s Guirao-Rico et al .,“RAD映射揭示了一个不断发展的,多态和模糊边界植物pseudoautosomal地区,”分子生态学,25卷,不。1,第430 - 414页,2016。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  41. j·j·多伊尔,“快速DNA分离过程为少量的新鲜叶组织,”植物化学通报,19卷,第11 - 15,1987页。视图:谷歌学术搜索
  42. j . m . Catchen答:爱茉莉,p . Hohenlohe w . Cresko和j·h·Postlethwait栈:构建和基因分型LociDe NovoFrom短内容序列”,遗传学,1卷,不。3、171 - 182年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  43. j . Catchen p . a . Hohenlohe s Bassham a .爱慕和w·a . Cresko“栈:人口基因组分析工具集,“分子生态学,22卷,不。11日,第3140 - 3124页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  44. 美国安德鲁斯,FastQC:高通量序列数据的质量控制工具Babraham生物信息学Babraham学院,剑桥,英国,2010年。
  45. m·马丁“Cutadapt删除适配器从高通量测序序列读取”,EMBnet杂志,17卷,不。1,10 - 12,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  46. b·l·福勒和v . p . Buonaccorsi”基因组特征的性别鉴定标记撒马利亚carnatus撒马利亚chrysomelas岩鱼。”分子生态学,25卷,不。10日,2165 - 2175年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  47. t Koressaar和m . Remm Primer3增强和引物设计的修改计划,”生物信息学,23卷,不。10日,1289 - 1291年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  48. m·基尔斯r·莫伊尔a .威尔逊et al。”Geneious基础:一个集成的和可扩展的桌面软件平台的组织和分析序列数据,”生物信息学,28卷,不。12日,第1649 - 1647页,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  49. s . f . Altschul w·吉斯•米勒(george w . bush), e·w·迈尔斯和d . j . Lipman“基本的局部比对搜索工具,”分子生物学杂志,卷215,不。3、403 - 410年,1990页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  50. c·h·巴雷特,“植物性进化的多样性,”自然遗传学评论,3卷,不。4、274 - 284年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  51. d . Charlesworth“植物性染色体进化的贡献我们的理解,“新植物学家,卷208,不。1、52 - 65年,2015页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  52. t .船长和d . Charlesworth性别决定基因的多效性的影响在雌雄异株的演变两个植物物种,”《皇家学会学报B,卷286,不。1913,20191805,页2019。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  53. a .波莉·m·w·Ganal, e . Seigner在跳“识别性(忽花布使用分子标记),“基因组,40卷,不。3、357 - 361年,1997页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  54. c .江和k . c .沉”、RAPD和疤痕标记与性表达位点M芦笋,”Euphytica,卷94,不。3、329 - 333年,1997页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  55. j . Hormaza l . Dollo和诉Polito RAPD标记的识别与性别决定黄连木维拉使用的隔离分析。”理论和应用遗传学,卷89,不。1,第四,1994页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  56. 周w . y . Wang g . Zhang et al .,“分子性识别雌雄异体的沙棘l .通过RAPD和疤痕标记”分子,23卷,不。5,1048年,页2018。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  57. j . m . Catchen答:爱茉莉,p . Hohenlohe w . Cresko和j . h . Postlethwait”性别EST-SSR标记的发展杜仲”,Scientia Silvae Sinicae52卷,第152 - 146页,2016年。视图:谷歌学术搜索
  58. 罗伊,m . Khodaeiaminjan m . Guney和e·罗伊”的识别与性别有关的SNP标记使用RAD测序表明ZW / ZZ性别决定黄连木维拉L。”BMC基因组学,16卷,不。1,2015。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  59. y, z . Li d . Wang j .魏c·金和m .刘”的分子遗传连锁图杜仲增长和数量性状位点(QTL)定位分析特征,“国际分子科学杂志》上,15卷,不。2、2053 - 2074年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  60. y l . y . d . Wang Li Li Wei,和李z,”第一个遗传连锁图杜仲”,遗传学杂志,卷93,不。1,13-20,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  61. s . w . Wang Chen和x张”,全基因组的比较揭示了非均匀散度和叶绿体基因组的突变热点杜仲奥利弗,”国际分子科学杂志》上,19卷,p。1037年,2018年。视图:谷歌学术搜索
  62. s·s·雷纳,”途径进行单性花和雌雄异体的植物:超越“两个突变染色体连接在一个“模式”,美国植物学杂志》,卷103,不。4、587 - 589年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
  63. r·明问:Yu和p h·摩尔,“性别决定在木瓜,”研讨会在细胞和发育生物学,18卷,不。3,页401 - 408,学术出版社。,2007年。视图:谷歌学术搜索

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