[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: صفحه اصلي :: درباره نشريه :: آخرين شماره :: تمام شماره‌ها :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما :: ::
:: دوره 6، شماره 2 - ( پاییز و زمستان 1400 ) ::
جلد 6 شماره 2 صفحات 106-95 برگشت به فهرست نسخه ها
تعیین ساختار ژنتیکی به کمک توالی‌یابی در گیاهان زینتی
لیلا سمیعی ، هانیه هادیزاده
دانشگاه فردوسی مشهد
چکیده:   (567 مشاهده)
بهنژادی مولکولی برای بسیاری از گیاهان زینتی با چالش‌های زیادی ازجمله اندازه بزرگ ژنوم، چندگانی و یا نبود منابع ژنتیکی کافی رو­به­رو است. توالی‌یابی نسل بعدی (NGS)، روشی موثر برای گسترش تعداد زیادی از نشانگرهای DNA در یک بازه زمانی کوتاه است. در‌حال‌حاضر، چندشکلی‌های تک نوکلئوتیدی (SNP) به عنوان یکی از محبوب‌ترین نشانگرهای DNA، شناخته می‌شوند و در بسیاری از بررسی‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. یکی از روش‌هایی که امروزه به کمک نشانگر SNP برای ارزیابی ژرم‌پلاسم گیاهی با ژنوم‌های پیچیده و توالی‌یابی‌نشده نوآوری شده است، روش تعیین ساختار ژنتیکی به کمک توالی‌یابی (GBS) می‌باشد. تا‌کنون، از این روش برای بهنژادی و ارزیابی ژنتیکی ژرم‌پلاسم برخی از گونه‌های گیاهان زینتی از جمله رز، ارکیده و اطلسی استفاده شده است. از میان این بررسی‌ها، یک پژوهش روی ادریسی با هدف بررسی پویش کل ژنومی (GWAS)، ده پژوهش برای بررسی گوناگونی ژنتیکی گونه‌های زینتی مختلف از جمله Gloxinia، ارکیدهDendrobium  و همچنین درختان زینتی Marshall Franklinia alatamaha وCornus florida L.، چهار بررسی برای ساخت و تکمیل نقشه ژنتیکی گیاهانی از جمله رز و اطلسی و سه بررسی برای گسترش نشانگرهای مولکولی در گونه‌های رز، یاس بنفش و ادریسی و یک پژوهش برای بررسی گوناگونی ژنتیکی درون و بین‌گونه‌ای سریش‌های ایران انجام شده است. از این روش می‌توان برای شناسایی گوناگونی ژنتیکی برای ساخت نقشه‌های ژنتیکی لینکاژی با تراکم بالا و کشف نشانگرهای مولکولی لازم در بررسی‌های QTL، GWAS و همچنین برای شناسایی ژن­های نامزد ازجمله ژن‌های کنترل‌کننده‌ فرآیند گلدهی بهره برد. روش تعیین ساختار ژنتیکی به کمک توالی‌یابی با توجه به هزینه کم به ازای هر نشانگر در مقایسه با سایر روش‌های تعیین نژادگان‌ موجود در دنیا و همچنین کارایی و دقت بالا، می‌تواند به شکل گسترده‌ای در بررسی‌های ژنتیکی، توالی‌یابی و بهنژادی گیاهان زینتی مورد استفاده قرار گیرد.
واژه‌های کلیدی: توالی‌یابی نسل بعد، تعیین ساختار ژنتیکی به کمک توالی‌یابی، گیاهان زینتی، نشانگرهای مولکولی
متن کامل [PDF 1074 kb]   (175 دریافت)    
نوع مطالعه: مروری | موضوع مقاله: تخصصي
دریافت: 1400/2/6 | پذیرش: 1400/6/22 | انتشار: 1400/12/6
فهرست منابع
1. Ahrens, C.W., Supple, M.A., Aitken, N.C., Cantrill, D.J., Borevitz, J.O., James, E.A. (2017). Genomic diversity guides conservation strategies among rare terrestrial orchid species when taxonomy remains uncertain. Annals of Botany, 119(8), 1267-1277. [DOI:10.1093/aob/mcx022]
2. Bagheri, H., Saki, S. (2017). Requirements and guidelines for the preservation of genetic resources of ornamental plants in Iran. Journal of Flower and Ornamental Plants, 1(2), 24-33 (In Persian).
3. Beissinger, T.M., Hirsch, C.N., Sekhon, R.S., Foerster, J.M., Johnson, J.M., Muttoni, G., de Leon, N. (2013). Marker density and read depth for genotyping populations using genotyping-by-sequencing. Genetics, 193(4), 1073-1081. [DOI:10.1534/genetics.112.147710]
4. Buti, M., Sargent, D.J., Mhelembe, K.G., Delfino, P., Tobutt, K.R., Velasco, R. (2016). Genotyping-by-sequencing in an orphan plant species Physocarpus opulifolius helps identify the evolutionary origins of the genus Prunus. BMC Research Notes, 9(1), 268-276. [DOI:10.1186/s13104-016-2069-4]
5. Chen, H., Lattier, J.D., Vining, K., Contreras, R.N. (2020). Two SNP markers identified using genotyping-by-sequencing are associated with remontancy in a segregating F1 population of Syringa meyeri 'Palibin'× S. pubescens 'Penda'Bloomerang®. Journal of the American Society for Horticultural Science, 145(2), 104-109. [DOI:10.21273/JASHS04847-20]
6. Chen, W., Hou, L., Zhang, Z., Pang, X., Li, Y. (2017). Genetic diversity, population structure, and linkage disequilibrium of a core collection of Ziziphus jujuba assessed with genome-wide SNPs developed by genotyping-by-sequencing and SSR markers. Frontiers in Plant Science, 8, 575. [DOI:10.3389/fpls.2017.00575]
7. Davey, J.W, Hohenlohe, P.A, Etter, P.D, Boone, J.Q, Catchen, J.M. (2011). Genome-wide genetic marker discovery and genotyping using next-generation sequencing. Nature Reviews Genetics, 12 (7): 499-510. [DOI:10.1038/nrg3012]
8. Deschamps, S., Llaca, V., May, G.D. Genotyping-by-sequencing in plants. (2012). Biology. 1(3), 460-483. [DOI:10.3390/biology1030460]
9. Elshire, R.J. Glaubits, J.C., Sun, Q., Poland, J.A., Kawamoto, K., Buckler, E.S., Mitchell, S.E. (2011). A robust, simple genotyping by sequencing approach for high diversity species. PLoSONE, 6(5), e19379. [DOI:10.1371/journal.pone.0019379]
10. Fu, Y.B., Cheng, B., Peterson, G.W. (2014). Genetic diversity analysis of yellow mustard (Sinapis alba L.) germplasm based on genotyping by sequencing. Genetic Resources and Crop Evolution, 61(3), 579-594 [DOI:10.1007/s10722-013-0058-1]
11. Gladfelter, H.J., Yadav, L.K., Merkle, S.A., Wilde, H.D. (2020). Genetic diversity and population structure analysis of Franklinia alatamaha, a tree species existing only in cultivation. Tree Genetics & Genomes, 16(4), 1-9. [DOI:10.1007/s11295-020-01455-x]
12. Guo, Y., Lin, W.K., Chen, Q., Vallejo, V.A., Warner, R.M. (2017). Genetic determinants of crop timing and quality traits in two interspecific Petunia recombinant inbred line populations. Scientific Reports, 7(1), 1-12 [DOI:10.1038/s41598-017-03528-9]
13. Hadizadeh, H., Bahri, B.A., Qi, P., Wilde, H.D., Devos, K.M. (2020). Intra-and interspecific diversity analyses in the genus Eremurus in Iran using genotyping-by-sequencing reveal geographic population structure. Horticulture Research, 7(1), 1-13. [DOI:10.1038/s41438-020-0265-9]
14. Hasing, T., Rinaldi, E., Manrique, S., Colombo, L., Haak, D., Zaitlin, D., Bobarely, A. (2019). Extensive phenotypic diversity in the cultivated Florist's Gloxinia, Sinningia speciosa (Lodd.) Hiern, is derived from the domestication of a single founder population. Plants, People, Planet Journal, 1 (4), 363-374. [DOI:10.1002/ppp3.10065]
15. He, J., Zhao, X., Laroche, A., Lu, Zh., Liu, H., Li., Z. (2014). Genotyping-by-sequencing (GBS), an ultimate marker-assisted selection (MAS) tool to accelerate plant breeding. Frontiers in Plant Science, 5, 484 [DOI:10.3389/fpls.2014.00484]
16. Heo, M.S., Han, K., Kwon, J.K., Kang, B.C. (2017). Development of SNP markers using genotyping-by sequencing for cultivar identification in rose (Rosa hybrida). Horticulture, Environment, and Biotechnology, 58(3), 292-302. [DOI:10.1007/s13580-017-0268-0]
17. Myles, S., Peiffer, J., Brown, P.J., Ersoz, E.S., Zhang, Z., Costich, D.E., Buckler, E.S. (2009). Association mapping: critical considerations shift from genotyping to experimental design. The Plant Cell, 21(8), 2194-2202. [DOI:10.1105/tpc.109.068437]
18. Novembre, J. (2014). Variations on a common STRUCTURE: new algorithms for a valuable model. Genetics, 197(3), 809-811. [DOI:10.1534/genetics.114.166264]
19. Pais, A.L., Whetten, R.W., Xiang, Q.J. (2016). Ecological genomics of local adaptation in Cornus florida L. by genotyping by sequencing. Ecology and Evolution, 7(1): 441-465. [DOI:10.1002/ece3.2623]
20. Peterson, G.W., Dong, Y., Horbach, C., Fu, Y.B. (2014). Genotyping-by-sequencing for plant genetic diversity analysis: a lab guide for SNP genotyping. Diversity, 6(4), 665-680. [DOI:10.3390/d6040665]
21. Poland, J.A., Rife, T.W. (2012). Genotyping-by-sequencing for plant breeding and genetics. Plant Genome. 5: 92-102. [DOI:10.3835/plantgenome2012.05.0005]
22. Qi, P., Gimode, D., Saha, D., Schröder, S., Chakraborty, D., Wang, X., Devos, K.M. (2018). UGbS-Flex, a novel bioinformatics pipeline for imputation-free SNP discovery in polyploids without a reference genome: finger millet as a case study. BMC Plant Biology, 18(1), 1-19. [DOI:10.1186/s12870-018-1316-3]
23. Rabinowicz, P.D., Citek, R., Budiman, M.A., Nunberg, A., Bedell, J.A., Lakey, N., O'Shaughnessy, A.L., Nascimento, L.U., McCombie, W.R., Martienssen, R.A. (2005). Differential methylation of genes and repeats in land plants. Genome Research, 15, 1431-1440. [DOI:10.1101/gr.4100405]
24. Rafalski, J.A. (2010). Association genetics in crop improvement. Current Opinion in Plant Biology, 13(2), 174-180. [DOI:10.1016/j.pbi.2009.12.004]
25. Ryu, J., Kim, W. J., Im, J., Kang, K.W., Kim, S.H., Jo, Y.D., Ha, B.K. (2019). Single nucleotide polymorphism (SNP) discovery through genotyping-by-sequencing (GBS) and genetic characterization of Dendrobium mutants and cultivars. Scientia Horticulturae, 244, 225-233. [DOI:10.1016/j.scienta.2018.09.053]
26. Smulders, M.J., Arens, P. (2018). New Developments in Molecular Techniques for Breeding in Ornamentals. In Ornamental Crops. Johan Van Huylenbroeck. (pp. 213-230). Springer, Cham. [DOI:10.1007/978-3-319-90698-0_9]
27. Tamaki, I., Yoichi, W., Matsuki, Y., Suyama, Y., Mizuno, M. (2017). Inconsistency between morphological traits and ancestry of individuals in the hybrid zone between two Rhododendron japonoheptamerum varieties revealed by a genotyping-by-sequencing approach. Tree Genetics & Genomes, 13(1), 1-10. [DOI:10.1007/s11295-016-1084-x]
28. Tränkner, C., Krüger, J., Wanke, S., Naumann, J., Wenke, T., Engel, F. (2019). Rapid identification of inflorescence type markers by genotyping-by-sequencing of diploid and triploid F 1 plants of Hydrangea macrophylla. BMC Genetics, 20(1), 1-12. [DOI:10.1186/s12863-019-0764-6]
29. Wu, X., Alexander, L. (2019). Genetic diversity and population structure analysis of Bigleaf Hydrangea using genotyping by sequencing. Journal of the American Society for Horticultural Science, 144 (4), 257-263 [DOI:10.21273/JASHS04683-19]
30. Wu, X., Alexander, L.W. (2020). Genome-wide association studies for inflorescence type and remontancy in Hydrangea macrophylla. Horticulture Research, 7(1), 1-9. [DOI:10.1038/s41438-020-0255-y]
31. Yadav, L.K., McAssey, E.V., Wilde, H.D. (2019). Genetic diversity and population structure of Rhododendron canescens, a native Azalea for urban landscaping. HortScience, 54(4), 647-651. [DOI:10.21273/HORTSCI13840-18]
32. Yagi, M. (2015). Recent progress in genomic analysis of ornamental plants, with a focus on carnation. The Horticulture Journal, 84(1), 3-13. [DOI:10.2503/hortj.MI-IR01]
33. Yan, M. Byrne, David, H. Klein, P., Yang, J., Dong, Q. (2018). Genotyping-by-sequencing application on diploid rose and a resulting high-density SNP-based consensus map. Horticulture Research, 5(17), 1-14. [DOI:10.1038/s41438-018-0021-6]
34. Yoichi, W., Kawamata, I., Matsuki, Y., Suyama, Y., Uehara, K., Ito, M. (2018). Phylogeographic analysis suggests two origins for the riparian azalea Rhododendron indicum (L.) Sweet. Heredity, 121(6), 594-604. [DOI:10.1038/s41437-018-0064-3]
35. Zhang, L., Guo, D., Guo, L., Guo, Q., Wang, H., Hou, X. (2019). Construction of a high-density genetic map and QTLs mapping with GBS from the interspecific F1 population of P. ostii 'Fengdan Bai'and P. suffruticosa 'Xin Riyuejin'. Scientia Horticulturae, 246, 190-200. [DOI:10.1016/j.scienta.2018.10.039]
36. • Ahrens, C. W., Supple, M. A., Aitken, N. C., Cantrill, D. J., Borevitz, J. O., & James, E. A. (2017). Genomic diversity guides conservation strategies among rare terrestrial orchid species when taxonomy remains uncertain. Annals of botany, 119(8), 1267-1277. [DOI:10.1093/aob/mcx022]
37. • Buti, M., Sargent, D. J., Mhelembe, K. G., Delfino, P., Tobutt, K. R., & Velasco, R. (2016). Genotyping-by-sequencing in an orphan plant species Physocarpus opulifolius helps identify the evolutionary origins of the genus Prunus. BMC research notes, 9(1), 268-276. [DOI:10.1186/s13104-016-2069-4]
38. • Chen, H., Lattier, J. D., Vining, K., & Contreras, R. N. (2020). Two SNP Markers Identified Using Genotyping-by-Sequencing Are Associated with Remontancy in a Segregating F1 Population of Syringa meyeri 'Palibin'× S. pubescens 'Penda'Bloomerang®. . Journal of the American Society for Horticultural Science, 145(2), 104-109. [DOI:10.21273/JASHS04847-20]
39. • Davey, J.W, Hohenlohe, P.A, Etter, P.D, Boone, J.Q, Catchen, J. M. (2011). Genome-wide genetic marker discovery and genotyping using next-generation sequencing. Nature Reviews Genetics. 12 (7): 499-510. [DOI:10.1038/nrg3012]
40. • Deschamps, S., Llaca, V. & May, G. D. Genotyping-by-Sequencing in Plants. (2012). Biology. 1(3), 460-483. [DOI:10.3390/biology1030460]
41. • Elshire, R. J. Glaubits, J. C., Sun, Q., Poland, J. A., Kawamoto, K., Buckler, E. S. and Mitchell, S. E. (2011). A robust, simple genotyping by sequencing approach for high diversity species. PLoSONE. 6 (5), e19379. [DOI:10.1371/journal.pone.0019379]
42. • Gladfelter, H. J., Yadav, L. K., Merkle, S. A., & Wilde, H. D. (2020). Genetic diversity and population structure analysis of Franklinia alatamaha, a tree species existing only in cultivation. Tree Genetics & Genomes, 16(4), 1-9. [DOI:10.1007/s11295-020-01455-x]
43. • Guo, Y., Lin, W. K., Chen, Q., Vallejo, V. A., & Warner, R. M. (2017). Genetic determinants of crop timing and quality traits in two interspecific Petunia recombinant inbred line populations. Scientific reports, 7(1), 1-12 [DOI:10.1038/s41598-017-03528-9]
44. • Hadizadeh, H., Bahri, B. A., Qi, P., Wilde, H. D., & Devos, K. M. (2020). Intra-and interspecific diversity analyses in the genus Eremurus in Iran using genotyping-by-sequencing reveal geographic population structure. Horticulture research, 7(1), 1-13. [DOI:10.1038/s41438-020-0265-9]
45. • Hasing, T., Rinaldi, E., Manrique, S., Colombo, L., Haak, D., Zaitlin, D. and Bobarely, A. (2019). Extensive phenotypic diversity in the cultivated Florist's Gloxinia, Sinningia speciosa (Lodd.) Hiern, is derived from the domestication of a single founder population. Plants, People, Planet journal.1 (4), 363-374. [DOI:10.1002/ppp3.10065]
46. • He, J., Zhao, X., Laroche, A., Lu, Zh., Liu, H., and Li., Z. (2014). Genotyping-by-sequencing (GBS), an ultimate marker-assisted selection (MAS) tool to accelerate plant breeding. Frontiers in plant science. 5: 484 [DOI:10.3389/fpls.2014.00484]
47. • Heo, M.S., Han, K., Kwon, J.K., & Kang, B.C. (2017). Development of SNP markers using genotyping-by sequencing for cultivar identification in rose (Rosa hybrida). Horticulture, Environment, and Biotechnology, 58(3), 292-302. [DOI:10.1007/s13580-017-0268-0]
48. • Pais, A. L., Whetten, R. W., & Xiang, Q. J. (2016). Ecological genomics of local adaptation in Cornus florida L. by genotyping by sequencing. Ecology and Evolution. 7(1): 441-465. [DOI:10.1002/ece3.2623]
49. • Poland, J. A. and Rife, T. W. (2012). Genotyping-by-sequencing for plant breeding and genetics. Plant genome. 5: 92-102. [DOI:10.3835/plantgenome2012.05.0005]
50. • Rabinowicz, P. D., Citek, R., Budiman, M. A., Nunberg, A., Bedell, J. A., Lakey, N., O'Shaughnessy, A. L., Nascimento, L. U., McCombie, W. R., Martienssen, R. A. (2005). Differential methylation of genes and repeats in land plants. Genome Research.15: 1431-1440. [DOI:10.1101/gr.4100405]
51. • Ryu, J., Kim, W. J., Im, J., Kang, K. W., Kim, S. H., Jo, Y. D., ... & Ha, B. K. (2019). Single nucleotide polymorphism (SNP) discovery through genotyping-by-sequencing (GBS) and genetic characterization of Dendrobium mutants and cultivars. Scientia Horticulturae, 244, 225-233. [DOI:10.1016/j.scienta.2018.09.053]
52. • Smulders, M. J., & Arens, P. (2018). New developments in molecular techniques for breeding in ornamentals. In Ornamental Crops (pp. 213-230). Springer, Cham. [DOI:10.1007/978-3-319-90698-0_9]
53. • Tamaki, I., Yoichi, W., Matsuki, Y., Suyama, Y., & Mizuno, M. (2017). Inconsistency between morphological traits and ancestry of individuals in the hybrid zone between two Rhododendron japonoheptamerum varieties revealed by a genotyping-by-sequencing approach. Tree Genetics & Genomes, 13(1), 1-10. [DOI:10.1007/s11295-016-1084-x]
54. • Tränkner, C., Krüger, J., Wanke, S., Naumann, J., Wenke, T., & Engel, F. (2019). Rapid identification of inflorescence type markers by genotyping-by-sequencing of diploid and triploid F 1 plants of Hydrangea macrophylla. BMC genetics, 20(1), 1-12. [DOI:10.1186/s12863-019-0764-6]
55. • Wu, X and Alexander, L. (2019). Genetic diversity and population structure analysis of Bigleaf Hydrangea using genotypinf by sequencing. Journal of the American society for horticultural science. 144 (4). 257-263 [DOI:10.21273/JASHS04683-19]
56. • Wu, X., & Alexander, L. W. (2020). Genome-wide association studies for inflorescence type and remontancy in Hydrangea macrophylla. Horticulture research, 7(1), 1-9. [DOI:10.1038/s41438-020-0255-y]
57. • Yadav, L. K., McAssey, E. V., & Wilde, H. D. (2019). Genetic Diversity and Population Structure of Rhododendron canescens, a Native Azalea for Urban Landscaping. HortScience, 54(4), 647-651. [DOI:10.21273/HORTSCI13840-18]
58. • Yagi, M. (2015). Recent progress in genomic analysis of ornamental plants, with a focus on carnation. The Horticulture Journal, 84(1), 3-13. [DOI:10.2503/hortj.MI-IR01]
59. • Yan, M. Byrne, David, H. Klein, P., Yang, J., Dong, Q. (2018). Genotyping-by-sequencing application on diploid rose and a resulting high-density SNP-based consensus map. Horticulture Research. 5(17), 1-14. [DOI:10.1038/s41438-018-0021-6]
60. • Yoichi, W., Kawamata, I., Matsuki, Y., Suyama, Y., Uehara, K., & Ito, M. (2018). Phylogeographic analysis suggests two origins for the riparian azalea Rhododendron indicum (L.) Sweet. Heredity, 121(6), 594-604. [DOI:10.1038/s41437-018-0064-3]
61. • Zhang, L., Guo, D., Guo, L., Guo, Q., Wang, H., & Hou, X. (2019). Construction of a high-density genetic map and QTLs mapping with GBS from the interspecific F1 population of P. ostii 'Fengdan Bai'and P. suffruticosa 'Xin Riyuejin'. Scientia Horticulturae, 246, 190-200. [DOI:10.1016/j.scienta.2018.10.039]
ارسال پیام به نویسنده مسئول

ارسال نظر درباره این مقاله
نام کاربری یا پست الکترونیک شما:

CAPTCHA



XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Samiei L, hadizadeh H. Application of GBS profiling in ornamental plants. FOP. 2021; 6 (2) :95-106
URL: http://flowerjournal.ir/article-1-195-fa.html

سمیعی لیلا، هادیزاده هانیه. تعیین ساختار ژنتیکی به کمک توالی‌یابی در گیاهان زینتی. گل و گیاهان زینتی. 1400; 6 (2) :106-95

URL: http://flowerjournal.ir/article-1-195-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 6، شماره 2 - ( پاییز و زمستان 1400 ) برگشت به فهرست نسخه ها
گل و گیاهان زینتی Flower and Ornamental Plants
Persian site map - English site map - Created in 0.05 seconds with 30 queries by YEKTAWEB 4463