Kihara Biology Institute, Kihara City University의 Shimizu Kentaro 방문 교수는 국립 고급 산업 과학 기술 연구소, 카나자와 대학교, 취리히 대학교의 국립 고급 산업 과학 기술 연구소와의 공동 연구입니다Plusploid Species*1에서 온라인 바카라 돌연변이를 식별하기 위해 새로운 분석 기술을 성공적으로 개발했습니다 이 기술을 사용한 분석은 Ohno INUI 박사와 온라인 바카라 다 배수화가 진화 가능성을 확장시키는 50 년의 이론적 예측을 뒷받침하는 결과를 제공했습니다
Bred Brassica 및 밀과 같은 주요 작물은 유전자의 수가 비슷하지만 비 유사한 종의 두 배 이상 증가한 다 배수 종이며, 증가 된 유전자 서열은 매우 유사하므로 개인 간의 돌연변이를 분석하기가 어렵습니다
이 기술 개발에서, 우리는 모델 다 배수 공장 인 테트라 플로이드 플랜트를 소개 할 것입니다 (과학 이름 :Arabidopsis Kamchatica)를 사용하여, 우리는 어떤 부모의 순서가 도출되고 개인 간의 온라인 바카라 돌연변이를 탐지 할 수있는 프로그램을 성공적으로 개발했습니다
이 기술을 사용하여, 우리는 Miyamahatazao의 25 개 집단의 온라인 바카라을 분석하고 성장에 유리한 아미노산 치환 진화의 백분율을 추정했으며, 지금까지보고 된 대부분의 이배체 식물 종을 능가한다는 것을 발견했습니다 이 기술을 작물에 적용함으로써, 온라인 바카라 정보로부터의 번식을 목표로하는 유리한 돌연변이를 발견하여 더 빠르고 효율적인 분자 육종으로 이어질 것으로 예상된다
이 연구 결과는 International Academic Journal "Nature Communications'에서 온라인으로 게시됩니다 (일본 시간, 2018 년 9 월 25 일, 18:00)
인간과 많은 종은 정상 세포에서 두 세트의 염색체를 가지고 있지만, 세트가 증가한 개체가 나타나 새로운 종을 확립 할 수 있습니다 이것을 온라인 바카라 중첩이라고하며 동물, 곰팡이 및 식물을 포함한 많은 균주에서 보편적으로 발생하는 현상입니다
특히 밀 및 크레페 브라 시카와 같은 유용한 식물은 식물 진화의 역사에서도 비교적 최근에 온라인 바카라 중첩을 겪은 많은 다 배수 종을 가지고있는 것으로 알려져 있습니다 이것은 오랫동안 생존과 생식에 대한 진화론 적 이점이있는 것으로 생각되어왔다 미국에서 활동하고있는 오노 서무 박사는 50 년 동안 온라인 바카라 겹침이 유기체의 참신함을 초래했다는 가설을 제안 해 왔습니다 이론은 유전자 카피가 겹치는 경우, 중복성이 발생하고, 진화론 적 제약이 편안하고, 단백질 변화 유전자 돌연변이가 축적되어 새로운 기능을보다 쉽게 발전시킬 수 있다는 것입니다
그러나 반면에, 온라인 바카라 다 배수 화에 의한 종 분화가 발생하면 모집단 수가 감소하고 온라인 바카라 돌연변이가 감소한다는 이론이 있었다 Yokohama City University의 Kihara Biology Institute는 Polyploid Grains에 대한 연구를 진행하고 있으며, Wheat의 기원을 설명하고 JST Strategic Creative Research Promotion Project (CREST)의 지원을 통해 Polyploid Grains에 대한 연구를 진행 한 이후 Polyploid Research의 전통을 활용하고 있습니다
최근에, 유용한 식물과 인간의 온라인 바카라 분석은 한 개인뿐만 아니라 많은 개인에서 온라인 바카라 돌연변이의 주류 분석을 이끌어 냈습니다 이는 여러 개인이 온라인 바카라 서열에서 개인차 (또는 개인 차이)를 포괄적으로 발견하여 병원체 저항성과 같은 중요한 특성과 관련된 유전자 돌연변이의 분리를 초래하기 때문입니다 특히, 돌연변이 빈도 및 종간 차이에 대한 정보는 진화 동안의 장점으로 인해 확산 된 아미노산 돌연변이의 비율을 추정하거나, 단점으로 인해 부정적인 자연 선택을받는 것으로 추정 될 수있다 그러나, 다 배수 종에서 유사한 온라인 바카라의 다수의 온라인 바카라 세트를 구별하고 분석하기가 어렵 기 때문에 여러 개체의 온라인 바카라을 비교하고 분석하는 기술이 없으며, 이들을 확립하는 것은 어려운 일이었다 전형적인 폴리 플로이드 기반 식물 인 밀은 17GB (170 억 기본 쌍)에서 거대하며 해독하는 데 시간이 걸렸으므로 빠른 기술 개발에 적합하지 않습니다
이 연구에서 우리는 약 450MB (4 억 5 천만 기본 쌍)의 온라인 바카라 크기 (4 억 5 천만 기본 쌍)의 작은 미야 하마 타자가에 중점을 두 었으며, 이는 밀의 1/5 미만이어서 모델 다 플로이드로 개발에 사용했습니다 이 식물은 전 세계의 식물 학자들이 연구하고있는 모델 유기체 아라비돕시스 (Arabid Thaliana)입니다Arabidopsis thaliana)와 밀접한 관련이 있기 때문에, 지금까지 개발 된 아라비돕시스의 유전자 정보 및 분석 기술을 적용 할 수 있다는 장점도 있습니다 북태평양 림에서 연장되는 분포 지역 중에서도 일본에서 가장 유 전적으로 다양한 종이며 해발 0m에서 3,000m까지 매우 다양한 기후에 적응하는 생태 학적으로 중요한 종입니다 이 그룹은 일본의 모델 다 배수 종으로서 연구를 수행하고 있습니다
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| [그림 1] Miyamahatazao, 일본에서 유래 한 다 배수 모델 플랜트 Oyama, Tottori 현 (왼쪽)과 부비동 부비동의 저지대 아종 (오른쪽, 비와 쇼, 시가 현) |
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| [그림 2] 모델 다 배수 종 Miyamahatazao는 Haksanhatazao (파란색)의 온라인 바카라 DNA와 Seyyomiyahatazao (Red)의 온라인 바카라 DNA를 결합한 사면체 종입니다 이 연구에서 우리는 이러한 복잡한 구조로 다 배수체의 온라인 바카라을 분석하는 기술을 개발했습니다 |
이 연구에서는 모델 다 배수 공장 인 테트라 플로이드 Miyamahatazao (a Kamchatica)는 다 배수체의 온라인 바카라 복잡성을 극복하기위한 기술을 개발하는 데 사용되었습니다
먼저, 이배체 Haksanhatazao (a 할 레리) 및 Seiyomiya Yamaha Tazao (a lyrata)의 온라인 바카라 서열이 재구성되었다 또한,이 부모들의 온라인 바카라 서열을 언급함으로써, 우리는 테트라 플로이드 미야마 하타 자오의 두 세트의 온라인 바카라 서열에서 어떤 부모의 서열이 파생 된 지 식별 할 수있는 프로그램을 성공적으로 개발하고 개체들 사이의 온라인 바카라 돌연변이를 탐지했다
이 기술을 사용하여, 우리는 일본을 중심으로 북태평양 림의 전체 분포 영역에서 선택된 25 개의 미야 하마 타자 (Miyamahatazao)의 25 개 집단의 온라인 바카라을 해독 할 수 있으며, 이는 미야 하하타 자오 종의 돌연변이의 빈도를 정량적으로 분석 할 수 있으며 아라비토스와 같은 다른 종과의 상호 스펙을 정량적으로 분석 할 수 있습니다
또한, Miyamahatazao의 온라인 바카라 전체에서 단백질 아미노산을 변화시키는 돌연변이 (비 동의어 교체*2)의 양을 변경되지 않은 돌연변이 (동의어 치환)의 양과 비교하면 성장에 유리할 수있는 비 동의 치환은 이전에보고 된 이배체 식물 종보다 더 자주 발견되었습니다
또한, 이는 미야 하마 하타 자오와 부모 이배체 하카 타자 사의 일반적인 특성 인 카드뮴 및 아연과 같은 중금속의 축적과 저항에 관여합니다HMA4다 배수화로 인한 온라인 바카라 복제로 인해 유전자좌 분석이 2 개로 증가했습니다HMA4우리는 각 유전자가 자연 선택의 매우 다른 역사를 추적했다는 것을 발견했습니다 각 부모로부터 상속 된 두 유전자 (Homeolog*3)는 별도의 자연 선택을 겪습니다 이는 진화 및 번식에 사용되는 유전자의 수가 다중 화로 인해 증가 함을 의미합니다 이 결과는 오노 이누이 박사와 다중화가 진화 가능성을 확대한다는 다른 사람들의 이론적 예측을 뒷받침합니다
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| [그림 3] 주로 일본의 미야 하마 하타 자오 (Miyamahatazao)의 전체 분포 지역에서 수집 된 25 명의 개체 분석 (Paape et al)의 다이어그램에서 |
이 기술은 두 부모님으로부터 태어난 Tetraploid Miyamahatazao를 사용하여 개발되었습니다 우리는 현재 밀 온라인 바카라 정보를 연구하고 있으므로 3 명의 부모가있는 hexaploid 인 밀에 적용 할 수 있습니다 진화 적 유리한 돌연변이를 분석하면 유망한 유전자를 육종 표적으로 식별합니다 이 기술은 임의의 다 배수에 적용될 수 있기 때문에 밀뿐만 아니라 다양한 다 배수 작물에서 빠른 번식을 허용 할 것으로 예상됩니다
*이 연구는 일본 과학 기술 기관 (JST) 문장의 지원으로 수행되었습니다
*저자 및 제목
AllopolyPloid의 서브 온라인 바카라에서의 다형성 및 선택의 패턴Arabidopsis Kamchatica
Timothy Paape, Roman V Briskine, Gwyneth Halstead-Nussloch, Heidi E L Lischer, Rie Shimizu-Inatsugi, Masaomi Hatakeyama, Kenta Tanaka, Tomoaki Nishiyama, Renat Sabirov, Jun Sese, K Shimizu
Nature Communicationsdoi : 101038/s41467-018-06108-1