Citrullus lanatus

1 Innledning

cucurbitaceae-familien, også kalt cucurbits, består av økonomisk verdifulle planter som Cucumis sativus L. (agurk), Cucumis melo L. (melon), Citrullus lanatus (vannmelon), Lagenaria siceraria (calabash) og Cucurbita spp. (squash og gresskar). Totalt 98 slekter og ca 975 arter finnes i denne familien. Denne familiearten brukes hovedsakelig til mat og medisinske formål. Globale cucurbits (inkludert frukt, grønnsaker og frø) produksjon var ca 233 millioner tonn, som ble dyrket i 10 millioner hektar land i 2014 (http://faostat.fao.org). Fordi de viser et høyt mangfold av sexuttrykk og langdistanse signaleringshendelser, Anses cucurbitaceae familiemedlemmer som modellorganismer og har blitt valgt for sexbestemmelse (Tanurdzic and Banks, 2004) og plant vascular biology studies (Lough og Lucas, 2006). Agurkgenomet var det første sekvenserte genomet blant cucurbits familiemedlemmer (Huang et al., 2009) og dets genom ble det syvende fullførte plantegenomprosjektet blant modellplanter, inkludert Arabidopsis thaliana, poppel, grapevine, papaya, ris og sorghum (Baloglu et al., 2014). Det andre og tredje fullførte genomsekvenseringsprosjektet tilhører melon (Garcia-Mas et al., 2012) og vannmelon (Guo et al., 2013), henholdsvis. I 2013 ble 115 agurk linjer og vill agurk genomer igjen sekvensert for sammenligning. I den studien har agurkutvikling og domestisering blitt fremhevet (Qi et al., 2013). Disse studiene er en milepæl i genomikken Til Familien Cucurbitaceae. Videre er det også noen studier relatert til single nucleotid polymorfisme (SNP) genotyping og quantitative trait locus (QTL) kartlegging. Dette er eksempler på slike studier. Gresskar, også kjent som vinter squash, er et annet cucurbits familiemedlem hvis genetiske kart med høy tetthet er produsert ved hjelp av genomsekvenser (Zhang et al .( 2015b). Delvis genomsekvensering av calabash (bottle gourd) ble fullført i 2011 (Xu et al., 2011). ET SNP-basert genetisk kart er konstruert for sommer squash (Cucurbita pepo), som er medlem av cucurbits-familien. VED Hjelp Av En Illumina GoldenGate-plattform HAR QTL-analyse også blitt utført (Esteras et al., 2012).

det første fullførte genomprosjektet av Cucurbitaceae-familien tilhører agurkplanten. Syv kromosomer av agurk har blitt sekvensert ved hjelp av en kombinasjon av to teknikker, inkludert konvensjonell Sanger-sekvensering og neste generasjons Illumina-sekvensering I agurkekultivar C. sativus var. Sativus L., Kjent Som Kinesisk lang innavlet linje 9930 (Huang et al., 2009). 72,2 ganger) er oppnådd, har bare en liten mengde gener blitt identifisert på grunn av at det var begrenset informasjon om hele genomet og tandemduplikasjoner på den tiden. Omtrent 26.682 gener ble spådd i det samlede genomet av agurk, som var 243,5 Mb i lengde. Ifølge flowcytometrianalyse av isolerte kjerner er den faktiske agurkgenomstørrelsen beregnet som 367 Mb i lengde (Arumuganathan og Earle, 1991). Derfor er det samlede genomet av agurk nesten 30% mindre enn den faktiske genomstørrelsen. For genprediksjon ble forskjellige metoder brukt, inkludert cDNA-EST, homologibasert og ab initio. Omtrent 82% av genene har blitt funksjonelt klassifisert eller deres homologer har blitt funnet i relaterte databaser som TrEMBL og InterPro. VIDERE har RNA-molekyler som ribosomal RNA, overførings-RNA, små nukleolære rna, små nukleære RNA og mikrorna (miRNA) gener blitt identifisert. Omtrent 15.669 genfamilier har blitt spådd. Totalt 4362 og 3784 familier tilhører henholdsvis agurk unike familier og single-gen familier. Den høyeste frekvensen av synteny ble observert mellom agurk og papaya med 9842 synteniske blokker. I Tillegg Viste Arabidopsis, poppel, vinrank og ris synteny med agurk. Disse resultatene korrelerer også med fylogenetiske avstander av disse plantene til agurk. Agurk og melon finnes i samme slekt. Selv om agurk, melon og vannmelon tilhører samme familie, finnes totalt 7, 12 og 11 kromosomer i henholdsvis agurk, melon og vannmelon. Totalt ble 348 melon og 136 vannmelonmarkører arrangert på agurkekromosomene. Basert på kromosomale evolusjonsstudier ble det konkludert med at noen intrachromosomomarrangementer har funnet sted og omorganisering har trolig skjedd før avvik av agurk og melon.

Melon Er den andre cucurbits hvis genom har blitt sekvensert (Garcia-Mas et al., 2012). Som en melonkultivar ble den homozygote DHL92 dobbelt-haploide linjen valgt for 454 pyrosequencing. En hel genom hagle strategi ble brukt til melon sekvensering prosjektet. Samlet genomstørrelse var ca 375 Mb, som representerer 83,3% av melongenomet. Totalt 27,427 proteinkodende regioner har blitt spådd. Uttømmende genannotasjon har blitt utført ved hjelp av en automatisk rørledning som muliggjør nøyaktig identifisering av protein signaturer, ortologigrupper og metabolske veier. I melongenomet ble 411r-gener, også kalt sykdomsresistensgener, spådd. De ble klassifisert i sine funksjoner og domener. Noen av dem inneholdt nukleotidbindingsstedet og leucin-rik repeat (NBS-LRR) og Toll interleukin reseptor domener, som gir kanonisk sykdomsresistens for cytoplasmatiske proteiner. Resten ble klassifisert som transmembrane reseptorer, inkludert reseptorlignende kinaser (RLK), kinaser og reseptorlignende proteiner. I Tillegg Til R-gener ble noen gener relatert til fruktkvalitet, smak, smak og aroma identifisert. Disse genene var hovedsakelig forbundet med sukker-og karotenoidakkumulering, som direkte påvirker henholdsvis den karakteristiske søte smaken og kjøttfargen til meloner. Synteniske relasjoner mellom melon og agurk ble undersøkt og forfedrenes fem melon kromosom kamper med agurk kromosomer med flere inter – og intrachromosome omarrangementer ble funnet (Huang et al., 2009; Li et al.( 2011a). I melongenomsekvenseringsstudien ble synteniske forhold mellom melon og agurk også undersøkt. Til dette formål ble begge genomene justert. I denne studien ble det først observert at et stort nivå av synteny ved høyere oppløsning mellom melon og agurk genomer ble oppnådd, noe som gir enkel påvisning av små regioner i kromosomer. Det krever imidlertid identifisering og rensing av de fysiske kartene og sekvenseringen av andre cucurbits-medlemmer for å få detaljert informasjon om genomutviklingen Av cucurbitaceae-familien.