Genome sequencing-based coverage analyses facilitate high-resolution detection of deletions linked to phenotypes of gamma-irradiated wheat mutants
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Gamma-irradiated mutants of Triticum aestivum L., hexaploid wheat, provide novel and agriculturally important traits and are used as breeding materials. However, the identification of causative genomic regions of mutant phenotypes is challenging because of the large and complicated genome of hexaploid wheat. Recently, the combined use of high-quality reference genome sequences of common wheat and cost-effective resequencing technologies has made it possible to evaluate genome-wide polymorphisms, even in complex genomes. RESULTS: To investigate whether the genome sequencing approach can effectively detect structural variations, such as deletions, frequently caused by gamma irradiation, we selected a grain-hardness mutant from the gamma-irradiated population of Japanese elite wheat cultivar "Kitahonami." The Hardness (Ha) locus, including the puroindoline protein-encoding genes Pina-D1 and Pinb-D1 on the short arm of chromosome 5D, primarily regulates the grain hardness variation in common wheat. We performed short-read genome sequencing of wild-type and grain-hardness mutant plants, and subsequently aligned their short reads to the reference genome of the wheat cultivar "Chinese Spring." Genome-wide comparisons of depth-of-coverage between wild-type and mutant strains detected ~ 130 Mbp deletion on the short arm of chromosome 5D in the mutant genome. Molecular markers for this deletion were applied to the progeny populations generated by a cross between the wild-type and the mutant. A large deletion in the region including the Ha locus was associated with the mutant phenotype, indicating that the genome sequencing is a powerful and efficient approach for detecting a deletion marker of a gamma-irradiated mutant phenotype. In addition, we investigated a pre-harvest sprouting tolerance mutant and identified a 67.8 Mbp deletion on chromosome 3B where Viviparous-B1 and GRAS family transcription factors are located. Co-dominant markers designed to detect the deletion-polymorphism confirmed the association with low germination rate, leading to pre-harvest sprouting tolerance. CONCLUSIONS: Short read-based genome sequencing of gamma-irradiated mutants facilitates the identification of large deletions linked to mutant phenotypes when combined with segregation analyses in progeny populations. This method allows effective application of mutants with agriculturally important traits in breeding using marker-assisted selection.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».