Published July 5, 2019 | Version v1
Publication Open

Extensive intraspecific gene order and gene structural variations in upland cotton cultivars

Creators

  • 1. Zhengzhou University
  • 2. Anyang Institute of Technology
  • 3. Chinese Academy of Agricultural Sciences

Description

Abstract Multiple cotton genomes (diploid and tetraploid) have been assembled. However, genomic variations between cultivars of allotetraploid upland cotton ( Gossypium hirsutum L.), the most widely planted cotton species in the world, remain unexplored. Here, we use single-molecule long read and Hi-C sequencing technologies to assemble genomes of the two upland cotton cultivars TM-1 and zhongmiansuo24 (ZM24). Comparisons among TM-1 and ZM24 assemblies and the genomes of the diploid ancestors reveal a large amount of genetic variations. Among them, the top three longest structural variations are located on chromosome A08 of the tetraploid upland cotton, which account for ~30% total length of this chromosome. Haplotype analyses of the mapping population derived from these two cultivars and the germplasm panel show suppressed recombination rates in this region. This study provides additional genomic resources for the community, and the identified genetic variations, especially the reduced meiotic recombination on chromosome A08, will help future breeding.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم تجميع العديد من جينومات القطن (ثنائي الصبغيات ورباعي الصبغيات). ومع ذلك، لا تزال الاختلافات الجينية بين أصناف القطن الصخري المرتفع ( Gossypium hirsutum L.)، أكثر أنواع القطن المزروعة على نطاق واسع في العالم، غير مستكشفة. هنا، نستخدم تقنيات قراءة طويلة أحادية الجزيء وتسلسل Hi - C لتجميع جينومات صنفين من القطن المرتفع TM -1 و zhongmiansuo24 (ZM24). تكشف المقارنات بين تجمعات TM -1 و ZM24 وجينومات الأسلاف ثنائية الصيغة الصبغية عن قدر كبير من الاختلافات الجينية. من بينها، توجد أطول ثلاثة اختلافات هيكلية على الكروموسوم A08 من قطن المرتفعات رباعي الصبغيات، والذي يمثل حوالي30 ٪ من الطول الإجمالي لهذا الكروموسوم. تُظهر تحليلات النمط الفرداني لمجموعة الخرائط المستمدة من هذين الصنفين ولوحة البلازما الجرثومية معدلات إعادة التركيب المكبوتة في هذه المنطقة. توفر هذه الدراسة موارد جينية إضافية للمجتمع، وستساعد الاختلافات الجينية المحددة، وخاصة إعادة التركيب الانقسامي المنخفض على الكروموسوم A08، في التكاثر المستقبلي.

Translated Description (French)

Résumé Plusieurs génomes de coton (diploïde et tétraploïde) ont été assemblés. Cependant, les variations génomiques entre les cultivars de coton allotétraploïde des hautes terres ( Gossypium hirsutum L.), l'espèce de coton la plus plantée au monde, restent inexplorées. Ici, nous utilisons des technologies de lecture longue à molécule unique et de séquençage Hi-C pour assembler les génomes des deux cultivars de coton des hautes terres TM-1 et zhongmiansuo24 (ZM24). Les comparaisons entre les assemblages TM-1 et ZM24 et les génomes des ancêtres diploïdes révèlent une grande quantité de variations génétiques. Parmi elles, les trois plus longues variations structurelles sont situées sur le chromosome A08 du coton des hautes terres tétraploïdes, qui représentent ~30% de la longueur totale de ce chromosome. Les analyses haplotypiques de la population cartographique dérivée de ces deux cultivars et du panel de germoplasme montrent des taux de recombinaison supprimés dans cette région. Cette étude fournit des ressources génomiques supplémentaires pour la communauté, et les variations génétiques identifiées, en particulier la recombinaison méiotique réduite sur le chromosome A08, aideront la reproduction future.

Translated Description (Spanish)

Resumen Se han ensamblado múltiples genomas de algodón (diploide y tetraploide). Sin embargo, las variaciones genómicas entre cultivares de algodón alotetraploide de tierras altas ( Gossypium hirsutum L.), la especie de algodón más plantada en el mundo, siguen sin explorarse. Aquí, utilizamos tecnologías de secuenciación Hi-C y de lectura larga de una sola molécula para ensamblar genomas de los dos cultivares de algodón de tierras altas TM-1 y zhongmiansuo24 (ZM24). Las comparaciones entre los ensamblajes TM-1 y ZM24 y los genomas de los antepasados diploides revelan una gran cantidad de variaciones genéticas. Entre ellas, las tres variaciones estructurales más largas se encuentran en el cromosoma A08 del algodón tetraploide de tierras altas, que representan ~30% de la longitud total de este cromosoma. Los análisis de haplotipos de la población de mapeo derivada de estos dos cultivares y el panel de germoplasma muestran tasas de recombinación suprimidas en esta región. Este estudio proporciona recursos genómicos adicionales para la comunidad, y las variaciones genéticas identificadas, especialmente la recombinación meiótica reducida en el cromosoma A08, ayudarán a la reproducción futura.

Files

s41467-019-10820-x.pdf.pdf

Files (5.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:fd3c97b5ccefb881b01dbd2e338a1e1b
5.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الترتيب الجيني الواسع داخل النوع والاختلافات البنيوية الجينية في أصناف القطن المرتفع
Translated title (French)
Ordre génétique intraspécifique étendu et variations structurelles des gènes chez les cultivars de coton des hautes terres
Translated title (Spanish)
Orden genético intraespecífico extenso y variaciones estructurales genéticas en cultivares de algodón de tierras altas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2954970901
DOI
10.1038/s41467-019-10820-x

Is supplement to
https://openalex.org/W981080659 (Other)
https://openalex.org/W2390522107 (Other)
https://openalex.org/W2384861711 (Other)
https://openalex.org/W2382822286 (Other)
https://openalex.org/W2377087328 (Other)
https://openalex.org/W2359194509 (Other)
https://openalex.org/W2354876815 (Other)
https://openalex.org/W2351833475 (Other)
https://openalex.org/W2181989325 (Other)
https://openalex.org/W1994157949 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1506603736
  • https://openalex.org/W1563887911
  • https://openalex.org/W1903350925
  • https://openalex.org/W1968862355
  • https://openalex.org/W1970920344
  • https://openalex.org/W1976182511
  • https://openalex.org/W1977370416
  • https://openalex.org/W1982855075
  • https://openalex.org/W1987637262
  • https://openalex.org/W1996423252
  • https://openalex.org/W1996558619
  • https://openalex.org/W1999295332
  • https://openalex.org/W2009873257
  • https://openalex.org/W2013593925
  • https://openalex.org/W2014094496
  • https://openalex.org/W2020134788
  • https://openalex.org/W2022580310
  • https://openalex.org/W2030530458
  • https://openalex.org/W2033611197
  • https://openalex.org/W2039959586
  • https://openalex.org/W2043991142
  • https://openalex.org/W2059864757
  • https://openalex.org/W2065461553
  • https://openalex.org/W2073512111
  • https://openalex.org/W2075960038
  • https://openalex.org/W2079308685
  • https://openalex.org/W2082330286
  • https://openalex.org/W2086399100
  • https://openalex.org/W2093776734
  • https://openalex.org/W2096346402
  • https://openalex.org/W2103148772
  • https://openalex.org/W2103441770
  • https://openalex.org/W2104493641
  • https://openalex.org/W2105329815
  • https://openalex.org/W2106578986
  • https://openalex.org/W2108234281
  • https://openalex.org/W2118970626
  • https://openalex.org/W2119180969
  • https://openalex.org/W2121840477
  • https://openalex.org/W2122954888
  • https://openalex.org/W2132054720
  • https://openalex.org/W2134783286
  • https://openalex.org/W2136145671
  • https://openalex.org/W2138260259
  • https://openalex.org/W2139760555
  • https://openalex.org/W2141165178
  • https://openalex.org/W2141572089
  • https://openalex.org/W2144268209
  • https://openalex.org/W2144430955
  • https://openalex.org/W2148853951
  • https://openalex.org/W2152605077
  • https://openalex.org/W2155628349
  • https://openalex.org/W2157752701
  • https://openalex.org/W2159038577
  • https://openalex.org/W2159482845
  • https://openalex.org/W2166187656
  • https://openalex.org/W2167737093
  • https://openalex.org/W2195724570
  • https://openalex.org/W2244364036
  • https://openalex.org/W2275613141
  • https://openalex.org/W2325007999
  • https://openalex.org/W2335434378
  • https://openalex.org/W2469102908
  • https://openalex.org/W2475784695
  • https://openalex.org/W2539830213
  • https://openalex.org/W2569117138
  • https://openalex.org/W2594730553
  • https://openalex.org/W2621699315
  • https://openalex.org/W2799791644
  • https://openalex.org/W2800156222
  • https://openalex.org/W2800524954
  • https://openalex.org/W2802210059
  • https://openalex.org/W2804092197
  • https://openalex.org/W2884730312
  • https://openalex.org/W2902012935
  • https://openalex.org/W2921474111
  • https://openalex.org/W2950354111
  • https://openalex.org/W3027636881
  • https://openalex.org/W4294216483
  • https://openalex.org/W652256362
  • https://openalex.org/W67729012