Citrullus lanatus

1はじめに

Cucurbitsとも呼ばれるウリ科の植物は、Cucumis sativus L.（キュウリ）、Cucumis melo l.（メロン）、Citrullus lanatus（スイカ）、Lagenaria siceraria（カラバッシュ）、Cucurbita sppなどの経済的に価値のある植物で構成されています。 （スカッシュとカボチャ）。 98属と約975種の合計は、この家族で発見されています。 この家族の種は、主に食品や薬用目的のために利用されています。 世界のククルビット（果物、野菜、種子を含む）の生産量は約233万トンであり、10万haの土地で2014年に栽培されました（http://faostat.fao.org）。 それらは性発現および長距離シグナル伝達事象の高い多様性を示すので、ウリ科の家族はモデル生物と考えられ、性決定（Tanurdzic and Banks、2004）および植物血管生物学研究（Lough and Lucas、2006）のために選択されている。 キュウリゲノムは、ウリ科のメンバーの中で最初に配列決定されたゲノムであった（Huang et al.,2009)とそのゲノムは、シロイヌナズナ、ポプラ、ブドウ、パパイヤ、イネ、ソルガムなどのモデル植物の中で七番目の完成植物ゲノムプロジェクトとなった(Baloglu et al., 2014). 第二および第三の完成したゲノムシーケンスプロジェクトは、メロンに属している（Garcia-Mas et al. ら、２ ０ １ ２）およびｗｉｓｃａ（Ｇｕｏら、２ ０ １ ３）。,2013),それぞれ. 2013年には、115系統のキュウリと野生のキュウリのゲノムが再び比較のために配列決定された。 その研究では、キュウリの進化と家畜化が強調されている（Qi et al., 2013). これらの研究は、ウリ科のゲノミクスのマイルストーンです。 さらに、一塩基多型（SNP）ジェノタイピングと定量的形質遺伝子座（QTL）マッピングに関連するいくつかの研究もあります。 これらはそのような研究の例です。 また、冬スカッシュとして知られているカボチャは、その高密度遺伝マップは、ゲノム配列を使用して生産されている別のウリ科のメンバーです（Zhang et al.、2015b）。 カラバッシュ（びんひょうたん）の部分的なゲノム配列決定は2011年に完了した（Xu et al., 2011). Snpベースの遺伝マップは、ククルビットファミリーのメンバーである夏スカッシュ（Cucurbita pepo）のために構築されています。 Ｉｌｌｕｍｉｎａ Ｇｏｌｄｅｎｇａｔｅプラットフォームを使用して、ＱＴＬ分析も実施されている（Ｅｓｔｅｒａｓ ｅ ｔ ａ ｌ．, 2012).

キュウリ科の最初の完成したゲノムプロジェクトは、キュウリ植物に属しています。 キュウリ品種Ｃ．ｓａｔｉｖｕｓｖａｒにおける従来のＳａｎｇｅｒシークエンシングと次世代Ｉｌｌｕｍｉｎａシークエンシングを含む二つの技術を組み合わせて，キュウリの七つの染色体をシークエンシングした。 ｓａｔｉｖｕｓ Ｌ．、中国の長近交系９ ９ ３ ０として知られている（Ｈｕａｎｇ ｅ ｔ ａ ｌ．，Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．, 2009). 高いゲノムカバレッジ（約72.2倍）が得られているが、当時は全ゲノムとタンデム重複に関する情報が限られていたため、少量の遺伝子しか同定されていない。 およそ、26,682の遺伝子は長さが243.5Mbだったきゅうりの組み立てられたゲノムで予測されました。 単離された核のフローサイトメトリー分析によれば、実際のキュウリのゲノムサイズは、長さが367Mbとして計算されている（ArumuganathanおよびEarle、1991）。 したがって、キュウリの組み立てられたゲノムは、実際のゲノムサイズよりもほぼ30％小さい。 遺伝子予測のために、ｃＤＮＡ−ＥＳＴ、相同性ベースおよびａｂｉｎｉｔｉｏを含む種々の方法を使用した。 遺伝子の約82％が機能的に分類されているか、またはそれらの相同体は、TrEMBLおよびInterProなどの関連データベースに見出されている。 さらに、リボソームＲＮＡ、転移ＲＮＡ、小核小体ＲＮＡ、小核ＲＮＡ、およびマイクロＲＮＡ（ｍｉＲＮＡ）遺伝子などのＲＮＡ分子が同定されている。 約15,669遺伝子ファミリーが予測されている。 合計4362家族と3784家族は、それぞれキュウリのユニークな家族と単一遺伝子家族に属しています。 Syntenyの最高速度は9842syntenicブロックとキュウリとパパイヤの間で観察されました。 さらに，シロイヌナズナ，ポプラ，グレープバイン，イネはキュウリとsyntenyを示した。 これらの結果はまた，キュウリに対するこれらの植物の系統発生距離と相関した。 キュウリとメロンは同じ属にあります。 キュウリ、メロン、スイカは同じ家族に属していますが、キュウリ、メロン、スイカにはそれぞれ7、12、11の染色体があります。 キュウリ染色体には合計348個のメロンと136個のスイカマーカーが配置されていた。 染色体進化研究から，いくつかの染色体内再編成が行われ，キュウリとメロンのずれの前に再編成が行われていると結論した。

メロンは、ゲノムが配列決定された第二のウリ科植物である(Garcia-Mas et al., 2012). メロン品種として、ホモ接合DHL92二重一倍体ラインは454パイロシークエンスのために選択されました。 全ゲノムショットガン戦略をメロン配列決定プロジェクトに適用した。 組み立てられたゲノムサイズは約375Mbであり、これはメロンゲノムの83.3％を表す。 27,427タンパク質コード領域の合計が予測されています。 網羅的な遺伝子注釈は、タンパク質の署名、オーソロジーグループ、および代謝経路の正確な同定を可能にする自動パイプラインを使用して行われています。 メロンゲノムでは、疾患抵抗性遺伝子とも呼ばれる411R遺伝子が予測された。 彼らはその機能とドメインに分類されました。 そのうちのいくつかはヌクレオチド結合部位とロイシンリッチリピート（NBS-LRR）とTollインターロイキン受容体ドメインを含み、細胞質タンパク質の標準的な病 残りは、受容体様キナーゼ（RLK）、キナーゼ、および受容体様タンパク質を含む膜貫通受容体として分類された。 Ｒ遺伝子に加えて，果実の品質，味，風味，香りに関連するいくつかの遺伝子が同定された。 これらの遺伝子は主に糖とカロテノイドの蓄積と関連しており，それぞれメロンの特徴的な甘い味と肌色に直接影響を与えた。 メロンとキュウリのシンテン性関係を調べ，いくつかの染色体間および染色体内再配列を有するキュウリ染色体と先祖の五つのメロン染色体が一致することを見出した（Huang et al. ら，２ ０ ０ ９；Ｌｉら，２ ０ ０ ９．,2011a). メロンゲノムシークエンシング研究では，メロンとキュウリのシンテン性関係も調べた。 この目的のために、両方のゲノムを整列させた。 本研究では，メロンとキュウリのゲノム間の高分解能でのシンテニーの大きなレベルが得られ，染色体中の小さな領域を容易に検出できることが最初に観察された。 しかし、ウリ科のゲノム進化に関する詳細な情報を得るためには、物理的なマップの同定と精製と他のウリ科のメンバーの配列決定が必要です。