纯化mRNA后,将寡-DT(脱氧 - 胸腺苷核苷酸的短序列)标记为互补底漆,该引物与poly-A尾巴结合,从而可以通过反转录酶来扩展自由3'-OH端,以创建互补的DNA链。现在,使用RNase酶去除去mRNA,将单个链cDNA(SSCDNA)取出。借助于DNA聚合酶,将此SSCDNA转化为双链DNA。但是,要使DNA聚合酶合成互补链,需要3'- oh-end。这是由SSCDNA本身通过在3'端产生发夹循环来通过围绕自身来提供的。聚合酶延伸了3'-OH端,然后通过S 1核酸酶的剪刀作用打开3'端的环。然后,使用限制性核酸内切酶和DNA连接酶来克隆序列到细菌质粒中。
图1 - 本研究中使用的节肢动物的系统发育。整个基因组重复(WGD)的时机由红色星星指示;预先提出的谱系具有灰色线,重复的基因组具有黑色线条。基因组组装水平在物种二项式下方指示,以八个染色体级蜘蛛和三个用于同步分析的非WGD外群基因组组件的粗体。
基因复制产生新的遗传物质,可以有助于基因调节网络和表型的演变。重复的基因可以对祖先函数和/或新功能性进行下功能化,以实现新功能。我们以前发现在芳基肺化合物的祖先,包括蜘蛛和蝎子在内的谱系中有整个基因组重复(WGD),但不包括螨虫,tick虫和收割机等其他蛛网。许多重复的同源基因(包括两个HOX簇)在蜘蛛中证明了这一WGD。然而,目前尚不清楚哪些同源副校友由WGD与诸如串联杜普尔(Tandem du Plications)等小规模事件相比。理解这是确定WGD对蛛网基因组evo lution的贡献的关键。在这里,我们表征了重复的同源基因在八个染色体级蜘蛛基因组中的分布。我们发现,蜘蛛中大多数重复的同源基因与WGD的起源一致。我们还发现了所有八种物种中的两个保守同源基因簇的副本,包括HOX,NK,HRO,IRX和正弦簇。一致地,我们观察到每个集群的一个副本是根据基因含量和组织而退化的,而另一个群体则更加完整。专注于NK群集,我们发现了与Har Vestman phalangium opilio中的单拷贝直系同源物相比,蜘蛛parasteatoda tepidariorum中重复的NK基因之间调节性亚功能的证据。我们的研究提供了对蜘蛛进化过程中多种模式对同源物基因曲目的相对贡献的新见解和NK基因的功能。
• 育种者对基因库材料的需求可能会减少,至少对于更先进的作物而言是这样,因为他们将更多地依赖基因组信息及其表型后果来选择他们所需的种质。相反,随着建立基因型-表型关联的重要性和便利性不断增加,其他研究人员对材料的需求可能会增加。 • 其他未来的变化更具推测性。更强的民族主义可能意味着跨境访问国家基因库的机会减少;获取原位材料可能会受到越来越严格的限制;随着私营部门加速参与作物改良,收藏品可能会出现显著的“私有化”;由于短期发展目标优先于可持续性,一些国家基因库的资金和范围可能会在未来大幅削减。这些变化将影响 CGIAR 库的未来和作用,例如保护遗留材料。 • 基因库管理者应该:
全球基因银行具有表型和遗传新颖性,可用于提高产量,作物适应性和农生动态性(Tanksley and McCouch,1997),同时缓冲作物遗传侵蚀(Khoury等,2021年)。然而,必须授权基因银行利用的新策略,以满足日益增长的全球粮食需求(McCouch,2013; Bohra等,2021),其作物替代方案具有适合气候变化的替代品,对环境和生物多样性的可持续性,以及社区的生物多样性(Scherer等人,2020年)。因此,为了在Genebank采矿中填补这一差距,该研究主题通过利用高通量表型和作物野生亲戚(CWR)和Landraces的基因分型来汇总了能够加快作物改进过程的最新发展(Singh等,2022)。如下一部分所讨论的那样,累积的作品创新了基因班克表征,利用和等位基因部署的不同步骤,包括种质鉴定,保护,保护,繁殖前筛查基因上多样性和相关标记物以及侵入性育种。
摘要:公共和私人植物育种者是植物遗传资源最重要的用户之一,这些资源主要保存在世界各地的公共基因库中。通过育种工作,他们为全球、区域和地方的粮食和营养安全做出了重大贡献。植物育种者需要遗传多样性才能开发出具有竞争力的新品种,以适应不断变化的环境条件并满足消费者的需求。为了确保持续及时地获取含有所需特性和性状的遗传资源,植物育种者建立了工作收藏,其中包含他们所育种作物的育种材料和种质。然而,随着《生物多样性公约/名古屋议定书》和《国际条约》等新的全球法律文书引发的获取条件不断变化且越来越严格,植物育种者在 21 世纪初开始建立自己的基因库。本文分析了造成这种情况的条件以及植物育种者获取所需种质的历史方式。公共基因库在向用户(包括私营部门植物育种者)提供遗传资源方面发挥了有益作用,并且将继续发挥这种作用。然而,种质资源管理者收集和分发种质资源的做法也受到了全球论坛上制定的新法律框架的影响。正是在这种背景下,对公共和私营部门基因库之间的互补性和合作进行了评估。只要有可能,就会使用蔬菜遗传资源和蔬菜私营育种公司来分析和说明这种合作。作者研究了已报道的成功合作案例,并考虑了建立和加强这种合作的机会和方法,以确保继续提供粮食和营养安全的基础。
此预印本版的版权持有人于2023年9月10日发布。 https://doi.org/10.1101/2023.09.07.556567 doi:Biorxiv Preprint
(2) NGT 是一组不同的基因组技术,每一种技术都可以以不同的方式使用,以实现不同的结果和产品。它们可以产生与传统育种方法获得的生物体相同的修饰,也可以产生具有更复杂修饰的生物体。在 NGT 中,定向诱变和同源基因(包括基因内杂交)引入遗传修饰,而无需插入不可杂交物种的遗传物质(转基因)。它们仅依赖于育种者的基因库,即可用于常规育种的全部遗传信息,包括可通过先进育种技术杂交的远亲植物物种。定向诱变技术可对生物体基因组中精确位置的 DNA 序列进行修饰。同源基因技术可将育种者基因库中已经存在的遗传物质插入生物体基因组中。内部遗传是同源遗传的一个子集,其结果是在基因组中插入由育种者基因库中已经存在的两个或多个 DNA 序列组成的重排遗传物质拷贝。
(2) NGT 是一组不同的基因组技术,每一种技术都可以以不同的方式使用,以实现不同的结果和产品。它们可以产生与传统育种方法获得的生物体相同的修饰,也可以产生具有更复杂修饰的生物体。在 NGT 中,定向诱变和同源遗传(包括同源遗传)引入遗传修饰,而无需插入不可杂交物种的遗传物质(转基因)。它们仅依赖于育种者的基因库,即常规育种可用的全部遗传信息,包括可以通过先进育种技术杂交的远亲植物物种。定向诱变技术可对生物体基因组中精确位置的 DNA 序列进行修饰。同源遗传技术可将育种者基因库中已经存在的遗传物质插入生物体的基因组中。同源遗传是顺源遗传的一个子集,其结果是在基因组中插入由育种者基因库中已经存在的两个或多个 DNA 序列组成的重新排列的遗传物质副本。