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¿Cuál es la relación entre la estrategia r / K y los infanticidios filiales?

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En otras palabras, ¿la frecuencia de matar a la propia descendencia entre las especies depende de su ubicación en el espectro de la estrategia r / K?


Por lo que puedo decir, no se ha realizado ningún trabajo sobre esta forma específica de infanticidio. Aquí hay una revisión sobre el tema Aquí

Mi evaluación me llevaría a creer que cuanto más seleccionada es una especie, más probable es el infanticidio (si es que ocurre) realizado por el individuo hacia sus familiares. Probablemente esto se deba a la necesidad de recursos.

Sin embargo, una cosa para recordar es que esto en realidad viola una inferencia básica de la selección natural. La aptitud se mide por la cantidad de alelos que aporta a la próxima generación. Si te estás comiendo a tu propia descendencia, estás reduciendo efectivamente tu forma física. Sin embargo, el individuo puede aumentar su aptitud a largo plazo haciendo esto.

Una forma posible de localizar una especie que podría hacer esto sería una que madura sexualmente más tarde en la vida, pero que tiene una vida reproductiva relativamente larga, con un mayor número de descendientes que se producen en los grupos de edad más tardíos. Encontrar algo de historia de vida en algunas especies K seleccionadas puede ayudarlo a encontrar lo que está buscando.

Lamento no poder responder mejor a tu pregunta. y por la ortografía y gramática. salud,


Creo que la hay.

Sabemos que todos y cada uno de los organismos tienen suficientes recursos proporcionados por la naturaleza para su supervivencia.

Hagamos un estudio de caso.

Digamos que una población de 10 zorros vive en una jungla (cuya biodiversidad no se ve afectada por ningún factor no natural), por lo que esta jungla en particular está bien equipada para garantizar la supervivencia de 10 zorros.

Ahora bien, si de alguna manera alteramos el valor r, lo que en realidad estamos haciendo es perturbar el número inicialmente estable de organismos presentes en la jungla en diferentes niveles tropicales. Eso puede ocurrir alterando cualquier pequeña característica porque todos son interdependientes por redes y cadenas alimenticias.

Por ejemplo, si el número de plantas disminuye debido a problemas de fertilidad del suelo, entonces el número de herbívoros también disminuirá (dado que la única fuente de alimento de los herbívoros son las plantas). Esto daría lugar a una competencia entre los carnívoros por la comida, ya que los carnívoros se alimentan de herbívoros, cuya población está disminuyendo debido a la falta de alimentos suficientes.

Competencia es un tipo de relación de la que nadie se beneficia. Es como la guerra: habrá un ganador, pero no habrá ningún lado que no sufra pérdidas.

Entonces, volviendo a la situación, la competencia entre carnívoros aquí, digamos que los zorros aumentaría día a día a medida que disminuya la cantidad de plantas. Entonces, los zorros recurrirían a matar a su propia especie para disminuir el número de organismos que compiten por el mismo comida, es decir, herbívoros.

Sabes que lo que más prevalece en la naturaleza es: la supervivencia del más apto.

Entonces, ¿quién crees que sería asesinado primero?

El que ha tenido experiencias en la lucha por la comida y esas cosas o el que es un infantil es decir, aún no ha experimentado la dinámica de la competencia intraespecífica

También vale la pena mencionar aquí que de todos los tipos de competencia, la competencia intraespecífica es la más brutal ya que aquí los organismos compiten por el mismo recursos.

Entonces, creo que cuanto menor sea el valor r de una ubicación, mayor será el posibilidades del infanticidio filial.

PD: Tenga en cuenta que usé la palabra oportunidad porque no podemos predecir el 90% de las cosas naturales con certeza. Podemos hacer nuestras mejores conjeturas. Digamos aquí que no tenemos en cuenta la naturaleza protectora de los animales hacia sus crías, por lo que los animales son ferozmente protectores hacia sus propias crías, por lo que se sacrificarán primero, mientras que algunos se comerán primero a sus propias crías.

La mamá guepardo es una madre soltera trabajadora que cría de dos a ocho cachorros a la vez. Además de alimentarlos y enseñarlos, los protege de leones, hienas y otros depredadores. Para mantener su camada segura, la madre guepardo traslada a sus cachorros a un nuevo lugar cada pocos días.

Los insectos, peces, anfibios, reptiles y aves también han estado implicados en matar, y en ocasiones devorar, a los jóvenes de su propia especie.

El mejor ejemplo que creo que podría darles es el canibalismo. Decimos que los seres humanos son los seres más conscientes de sí mismos, por lo que si pueden recurrir a matar a su propia especie por a) comida b) dinero (infanticidio femenino), ¿por qué no pueden los animales que supuestamente tienen menos conciencia de sus acciones que humanos


Herencia de la resistencia al glifosato evolucionada en Conyza canadensis (L.) Cronq.

norte- La resistencia a la (fosfonometil) glicina (glifosato) se informó anteriormente en una hierba de caballo [Conyza (=Erigeron) canadensis (L.) Cronq.] Población de Houston, DE (P R 0 ). La selección recurrente se realizó en P R 0 , ya que la población estaba compuesta por fenotipos susceptibles (5%) y resistentes (95%). Después de dos ciclos de selección a 2,0 kg de ae glifosato ha -1, se observaron tasas de glifosato similares que redujeron el crecimiento de las plantas en un 50%, tasas de glifosato que infligieron un 50% de mortalidad en la población y acumulaciones de la mitad de la concentración máxima de ácido shikímico detectable entre las relaciones públicas de los padres 0 y el primero (RS1) y segundo (RS2) generaciones recurrentes. Además, RS1 y RS2 no segregaron por resistencia al glifosato. Esto sugirió que el RS2 población comprendía una línea casi homocigótica resistente al glifosato. Las respuestas de la tasa de toda la planta estimaron un aumento de cuatro veces la resistencia al glifosato entre RS2 y una prístina Ames, IA (P P 0 ) o un susceptible C. canadensis población de Georgetown, DE (P S 0 ). La genética de la resistencia al glifosato en C. canadensis fue investigado realizando cruces recíprocos entre RS2 y ya sea el P P 0 o P S 0 poblaciones. Evaluaciones de la primera (F1) y segundo (F2) generaciones filiales sugirieron que la resistencia al glifosato estaba gobernada por un gen de locus único incompletamente dominante (R alelo) ubicado en el genoma nuclear. El modelo genético propuesto fue confirmado por retrocruzamientos de la F1 a plantas que surgieron de aquenios del RS original2, P P 0 , o P S 0 padres. La naturaleza autógama de C. canadensis, el modelo de herencia simple de la resistencia al glifosato, y el hecho de que los genotipos heterocigotos (F1) sobrevivió a tasas de glifosato muy por encima de las recomendadas por el fabricante, predijo un rápido aumento en la frecuencia de R alelo bajo selección continua de glifosato. El impacto de la genética en C. canadensis Se discute el manejo de la resistencia.

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Introducción

Los escenarios climáticos sugieren que el aumento de CO2 Los niveles atmosféricos y el calentamiento asociado aumentarán las precipitaciones en el hemisferio norte (Dore, 2005). Para el norte de Escandinavia, se prevé que las precipitaciones aumenten un máximo del 21% en comparación con el promedio actual (Meier, 2006). Como resultado, aumentará la descarga de agua dulce y, por lo tanto, la carga de nutrientes a la zona costera.

La opinión actual es que una mayor descarga de nitrógeno y fósforo promueve la productividad del fitoplancton y, por lo tanto, la eutrofización en la zona costera (Larsson et al., 1985 Smith, 2006 Finkel et al., 2010). Esto se basa en el hecho de que la mayoría de los estudios implican al fósforo y al nitrógeno como los principales nutrientes limitantes de la producción de biomasa de fitoplancton (Rabalais et al., 2002). En consecuencia, una mayor descarga de agua dulce debería resultar en una producción primaria elevada y una alta eficiencia de la red alimentaria, y por tanto en una mayor producción de pescado y mariscos (Nixon, 1988).

Sin embargo, Howarth et al. (2000), en contraste, reportaron una mayor producción primaria durante los años secos que húmedos en el estuario de Hudson, lo que sugiere que la estratificación más débil y la penetración de la luz son la causa principal. Además, el carbono orgánico se descarga típicamente en niveles más altos simultáneamente con nitrógeno y fósforo, lo que potencialmente ejerce varios efectos negativos sobre la productividad del fitoplancton (Hessen et al., 2010). De acuerdo con esto, los estuarios en todo el mundo a menudo se informan como heterótrofos netos, lo que sugiere que el carbono orgánico suministrado externamente es un impulsor importante del metabolismo costero (Kemp et al., 1997 Sandberg et al., 2004). El carbono orgánico disuelto puede favorecer la producción de biomasa de bacterioplancton, lo que aumenta la competencia por los nutrientes minerales con el fitoplancton (Pengerud et al., 1987 Thingstad et al., 2008 Barrera-Alba et al., 2009). El aumento de la descarga de agua dulce puede influir aún más en la estratificación de la columna de agua, afectando la distribución vertical del fitoplancton y su clima de luz efectiva (Cole et al., 1992 Howarth et al., 2000 Jager et al., 2008). Además, un aumento de sustancias húmicas y en suspensión puede reducir el clima ligero y, junto con la salinidad reducida, puede cambiar la composición taxonómica de las comunidades residentes (Gasiunaite et al., 2005 Hesse et al., 2010 ).

Es importante comprender la productividad marina y la eficiencia de transferencia en la red alimentaria costera en vista de los cambios en la descarga de agua dulce, ya que pueden influir en la funcionalidad del ecosistema costero. Si el fitoplancton más grande o el bacterioplancton pequeño dominan la biomasa en la base de la red alimentaria influirá en la eficiencia de la red alimentaria, definida como la producción de pescado por unidad de producción primaria (Nixon, 1988 Rand & Stewart, 1998 Berglund et al., 2007). Si el efecto neto de una mayor descarga de agua dulce es una mayor producción primaria de fitoplancton más grande en la zona costera, esto puede conducir a una mayor producción de pescado y mariscos (Finkel et al., 2010). Por el contrario, la gran influencia de la materia orgánica fluvial disuelta y suspendida en la zona costera puede reducir la producción primaria y promover una estructura de red alimentaria microbiana con baja eficiencia de transferencia de carbono orgánico a peces y mariscos (Sandberg et al., 2004 Berglund et al., 2007). Por lo tanto, para gestionar adecuadamente los recursos costeros y mitigar los efectos futuros del cambio climático, se requiere una mejor comprensión del efecto neto del aumento de la descarga de agua dulce a escala de ecosistema.

En conjunto, es difícil predecir el resultado neto del aumento de la descarga de los ríos para la productividad costera y el equilibrio entre los procesos auto- y heterótrofos, o simularlo en experimentos de laboratorio controlados. En este estudio, por lo tanto, investigamos la influencia de un cambio relativamente moderado, pero climatológicamente relevante, en la descarga de agua dulce en la proporción de producción de biomasa bacteriana a fitoplancton en ecosistemas costeros a gran escala durante varios años. Esto se utilizó como aproximación a la importancia relativa de la producción microbiana y, por lo tanto, a las pérdidas derivadas de la producción de pescado y la sedimentación.

Se incluyeron tres áreas marinas costeras diferentes, que proporcionan carga fluvial, morfología, nivel de productividad e hidrografía variables. Además, los efectos a largo plazo se examinaron utilizando un conjunto de datos de 13 años. La ventaja de esta estrategia fue que abordó muchos de los efectos combinados del aumento de la descarga de agua dulce en la hidrografía, la química y la biología en la zona costera. Los conjuntos de datos de campo a largo plazo también abarcan efectos en escalas de tiempo mayores y más relevantes que las que se pueden lograr en sistemas experimentales controlados, un aspecto importante en la evaluación del cambio ambiental impulsado por el clima.


Neandertales, endogamia, teoría de la selección r / K y tasas de natalidad euroasiática

(Nota, 24/6/17: Rushton & # 8217s r / K selección en aplicaciones a razas humanas está muerta. Ha estado muerta durante casi 30 años después y el ecologista criticó su método y uso de la teoría ecológica en su aplicación a razas humanas. Ahora, eso no significa que todo lo escrito a continuación, o incluso en todo mi blog, esté completamente equivocado, solo que la explicación intentada es incorrecta. Todavía se sostiene que los euroasiáticos tienen peor aptitud física que los africanos, lo cual se debe en parte a variantes neandertales deletéreas. , sin embargo, la teoría r / K no lo explica).

Science Daily informó la semana pasada que los neandertales dejaron a los humanos una carga genética, que es tener menos descendencia. Por supuesto, estos alelos deletéreos solo se introdujeron en poblaciones no africanas debido a que los africanos no abandonaron África. Esto se manifiesta hoy en día en las tasas de natalidad dentro de los países y entre ellos basadas en la mezcla étnica / racial. Y (no) coincidentemente, las áreas con la tasa más alta de niños se encuentran en el África subsahariana.

Los neandertales existían en pequeñas bandas, por lo que la endogamia era común. Debido a esta endogamia, los neandertales eran más homogéneos de lo que somos hoy. Cuando los humanos emigraron de África, se encontraron con los neandertales consanguíneos con los que se cruzaron. Se ha demostrado que las variantes genéticas nocivas adquiridas de los neandertales reducen la aptitud de las poblaciones con ciertos alelos nocivos. Por supuesto, hay compensaciones con todo en la vida. El aumento de la inteligencia y la capacidad de resistir mejor la Edad de Hielo, entre muchos otros factores, fueron cosas positivas que se obtuvieron del mestizaje con los neandertales. Los efectos negativos fueron la adquisición de alelos deletéreos que aún persisten hoy en los homínidos no africanos. Estos alelos deletéreos disminuyeron la aptitud biológica que se manifiesta en la tasa de natalidad de las poblaciones euroasiáticas en todo el mundo (la tasa de natalidad alemana y japonesa es de 1,3 como referencia).

Harris y Nielson también plantean la hipótesis de que, dado que los neandertales existían en pequeñas bandas, la selección natural era menos efectiva, lo que permitía que las mutaciones débilmente dañinas se transmitieran y no se eliminaran a lo largo de las generaciones. Sin embargo, cuando se introducen de nuevo en los seres humanos, estos efectos se pierden con el tiempo debido a una gran población con selección natural que selecciona contra los alelos neandertales deletéreos. Utilizando un programa de computadora, Harris y Nielson cuantifican cuánto efecto negativo tuvo el genoma neandertal en las poblaciones modernas. La conclusión de los resultados fue que los neandertales son un 40 por ciento MENOS genéticamente aptos que los humanos modernos.

Las simulaciones de los investigadores también sugieren que los humanos y los neandertales se aparearon más libremente, lo que da más credibilidad a la idea de que los neandertales fueron absorbidos por la población de Homo Sapien y no fueron asesinados en su mayoría. La estimación del ADN neandertal en los homínidos modernos a partir de la simulación fue de alrededor del 10 por ciento, que luego continuó cayendo a medida que los híbridos Neanderthal-Homo Sapiens se cruzaron con aquellos que apenas tenían ADN neandertal. Más evidencia también muestra que el porcentaje de ADN neandertal también fue mayor en el pasado en los euroasiáticos. Lo que tiene sentido ya que los asiáticos tienen en promedio un 20 por ciento más de ADN neandertal que los europeos debido a un segundo evento de mestizaje.

Sin embargo, Harris y Nielson terminan concluyendo que los no africanos históricamente tenían una pérdida del 1 por ciento en la aptitud biológica debido a la genética neandertal. Además, un mejor sistema inmunológico proviene de la genética neandertal. El color de la piel también es otro rasgo heredado de los neandertales.

Junto con la adquisición de alelos neandertales nocivos, los primeros euroasiáticos también encontraron el mismo entorno que los neandertales. Esas presiones de selección, junto con el mestizaje debido a las bandas pequeñas, conducen a una disminución en el número de hijos. Menos niños son más fáciles de cuidar y a los que se les presta más atención. Todas estas variables en ese entorno conducen a que se produzcan menos hijos. Es una mejor estrategia evolutiva tener menos hijos en los climas más septentrionales que en los más meridionales debido a las diferentes presiones de selección. Los efectos ambientales son también una de las razones por las que las tasas de natalidad son más bajas para las poblaciones que evolucionaron en climas del norte (neandertales y homínidos post-OoA). Los inviernos duros conducen a una disminución del tamaño de la población, como lo demuestran los inuit y los esquimales, que su bajo tamaño de población no permitía la selección para un coeficiente intelectual alto a pesar de tener el mismo tamaño de cerebro que los asiáticos orientales.

No pude evitar pensar que, una vez más, por segunda vez en dos semanas, se confirmó una de las teorías de JP Rushton. Esto confirma una de las muchas variables de la teoría de selección r / K de Rushton & # 8217s. Al igual que cubrí cómo Piantadosi y Kidd corroboraron la teoría de Rushton sobre el tamaño del cerebro y el nacimiento de un niño más temprano. Los neandertales tenían cerebros más grandes que los que tenemos hoy, y sabiendo lo que sabemos sobre la correlación entre el coeficiente intelectual, el tamaño del cerebro y el parto prematuro, asumiría que los neandertales también tuvieron partos más tempranos.

Junto con estas variantes genéticas deletéreas de los neandertales, otras variables que contribuyen a la disminución de las poblaciones euroasiáticas también incluyen un coeficiente intelectual más alto, como dice JP Rushton, es una forma extrema de tener control sobre su entorno e individualidad. Estos rasgos se observan en poblaciones de CI más alto en comparación con poblaciones de CI más bajo. También podríamos hacer la inferencia de que, dado que los niños euroasiáticos tienen cabezas más grandes, los partos múltiples serían gravosos para el canal de parto de la mujer euroasiática, mientras que sería menos gravoso para la mujer africana.

Este estudio también muestra que los neandertales también tuvieron menos descendencia debido a que eran más inteligentes. Tenían cerebros más grandes que nosotros hoy, y como sabemos que un coeficiente intelectual más alto se correlaciona con menos niños concebidos, podemos decir que eran bastante inteligentes (enterraron a sus muertos hace 50.000 años. También hubo un descubrimiento reciente de 176.500 construcciones neandertales de un año de antigüedad en una cueva francesa). Una de las principales causas de la tendencia actual de las tasas de natalidad en las poblaciones euroasiáticas es el mestizaje con los neandertales. Estos eventos también se atribuyeron más al declive de los neandertales.

Los alelos neandertales deletéreos son otra razón más para las tasas de natalidad más bajas de Eurasia, lo que muestra que la tendencia actual que está sucediendo actualmente en el mundo con estas poblaciones es natural y evolutiva. He dicho varias veces que mostrar cosas positivas a las mujeres en la televisión aumentará la tasa de natalidad blanca, y Rushton cita a la Alemania nacionalsocialista como un ejemplo. Al mostrar a las mujeres felices con los niños, esto condujo a un auge masivo en la población alemana. Para mejorar los efectos de las bajas tasas de natalidad natural, estas cosas positivas deben mostrarse en televisión a las mujeres para comenzar a revertir los efectos de la baja natalidad natural.

Ha sido un gran mes para las teorías de Rushton, y dos de ellas se han corroborado en un mes. Es sólo cuestión de tiempo antes de que la negación de la naturaleza humana sea completamente descartada de la ciencia moderna. A medida que se acumulen los datos sobre la diversidad genética humana, ya no podremos negar estos factores claramente evidentes.


¿Cuál es la relación entre la estrategia r / K y los infanticidios filiales? - biología

PALABRAS CLAVE: evolución, variación de aptitud, sistemas genéticos, SELECCIÓN NATURAL

La idea de que el sexo funciona para proporcionar variación para que la selección natural actúe fue defendida por primera vez por August Weismann y ha dominado mucha discusión sobre la evolución del sexo y la recombinación desde entonces. El objetivo de este artículo es ampliar aún más esta hipótesis y evaluar su lugar en un cuerpo más amplio de teoría sobre la evolución del sexo y la recombinación. Se desarrolla un modelo genérico simple para mostrar cómo la variación de la aptitud y la covariación interactúan con la selección para la recombinación e ilustra algunas implicaciones importantes de la hipótesis: (1) la ventaja del sexo y la recombinación puede aumentar tanto para las poblaciones reproductivamente aisladas como para los modificadores que se segregan dentro de las poblaciones, pero el primero será mucho más grande que el segundo (2) las fuerzas de degradación que están correlacionadas entre los loci dentro de un individuo pueden reducir o revertir la selección para aumentar la recombinación y (3) el cruzamiento (que puede ocurrir en diferentes lugares en diferentes meiosis) creará más variabilidad que tener varios cromosomas y, por lo tanto, tendrá más influencia en la eficacia de la selección. Varios experimentos de selección a largo plazo apoyan la hipótesis de Weismann, incluidos los que muestran una mayor respuesta a la selección en poblaciones con tasas más altas de recombinación y tasas más altas de recombinación que evolucionan como una respuesta correlacionada a la selección de algún otro carácter. La hipótesis de Weismann también es consistente con la distribución esporádica de asexualidad obligada, lo que indica que los clones tienen una mayor tasa de extinción que los sexuales. La hipótesis de Weismann se analiza luego a la luz de otros patrones en la distribución de la sexualidad frente a la asexualidad. Para tener en cuenta la variación en la frecuencia de asexualidad obligada en diferentes taxones, se desarrolla un modelo simple en el que esta frecuencia es una función de tres parámetros: la tasa de origen clonal, la aptitud inicial de los clones cuando surgen y la tasa a la que que la aptitud disminuye con el tiempo. Es probable que la variación en los tres parámetros sea importante para explicar la distribución de la asexualidad obligada. La asexualidad facultativa también existe, y para que sea estable parece que debe haber diferencias ecológicas entre los propágulos sexuales y asexuales, así como diferencias genéticas. Por último, lo más probable es que el momento del sexo en partenógenos cíclicos se establezca para minimizar los costos de oportunidad del sexo. Ninguno de estos patrones contradice la hipótesis de Weismann, pero sí muestran que se requieren muchos principios adicionales no relacionados con la función del sexo para explicar completamente su distribución. La hipótesis de Weismann también es coherente con lo que sabemos sobre la mecánica y la genética molecular de la recombinación, en particular la tendencia de las cromátidas a recombinarse con un homólogo en lugar de una cromátida hermana en la meiosis, que es opuesta a lo que hacen durante la mitosis. Sin embargo, los estudios de genética molecular han demostrado que cisComo resultado, los sitios de acción en los que se inicia la recombinación se pierden por conversión de genes, un factor que puede esperarse que afecte a muchos detalles finos en la evolución de la recombinación. En resumen, aunque la hipótesis de Weismann debe considerarse el candidato principal para la función del sexo y la recombinación, se necesitan muchos principios adicionales para explicar completamente su evolución.


Conclusiones

Se descubrieron 46 microsatélites altamente significativos en asociación con FUI, LP, FS, FL, BW, MIC, FE, PH y FU. Dos tercios de estos loci significativamente asociados estaban dispersos en el subgenoma D, especialmente los relacionados con FS, FL y FU. También se detectaron los efectos pleiotrópicos de los loci NAU2631, CM45 y GH501 en FUI, FS, FL y FE. Se descubrió un conjunto de 96 alelos exclusivamente favorables asociados principalmente con BW, FL, FE y MIC albergados principalmente por F1s del probador C (A971 Bt). Para obtener una mejora prominente en la calidad de la fibra influenciada y los rasgos de rendimiento mencionados, sugerimos el cultivo de algodón A971 Bt como elemento fundamental en el procedimiento de desarrollo de la población AM para eliminar los alelos deletéreos que residen en los loci correspondientes de los alelos superiores. El resultado de este estudio puede ser útil para los fitomejoradores e investigadores que trabajan para mejorar el rendimiento y los atributos de calidad del algodón para la utilización eficiente del vigor híbrido.


Abstracto

Las enfermedades transmitidas por garrapatas comprenden una compleja red epidemiológica y ecológica que conecta los vectores, patógenos y un grupo de especies hospedadoras. El objetivo de este estudio fue identificar bacterias del género Rickettsia asociado con garrapatas ixodidas que infestan camellos y vacas en Egipto. Se recolectaron garrapatas de 6 localidades diferentes: Qina, Giza, Qalet El Nakhl, New Valley, El Arish y Minufia, de julio a octubre de 2008. Las especies se identificaron mediante PCR, seguido de secuenciación. los gltA y rOmpA Se utilizaron genes para la detección inicial de Rickettsia spp. La caracterización adicional de las muestras positivas utilizó cebadores dirigidos rOmpB, sca4, y espaciadores intergénicos (mppA-purC, dksA-xerC, y rpmE-tRNA fMet ). Las vacas estaban infestadas con Hyalomma anatolicum excavatum y Boophilus annulatus. Los camellos estaban infestados de Hyalomma dromedarii, H. impeltatum, y H. marginatum marginatum. Aproximadamente el 57,1% de H. dromedarii garrapatas recolectadas de Qalet El Nakhl fueron infectadas con Rickettsia africae, que exhiben una identidad del 99,1 al 100% con las cepas de referencia. Dentro de H. impeltatum, El 26,7% y el 73,3% de las garrapatas de El Arish estaban infectadas con R. africae y R. aeschlimannii, con 98,3-100% y 97,9-100% de identidad, respectivamente. Además, el 33,3% de H. marginatum marginatum garrapatas en Qalet El Nakhl fueron infectadas con las mismas dos especies que H. impeltatum, demostrando una identidad del 99,1 al 100% y del 99,3 al 100%, respectivamente. Al comparar el porcentaje de identidades y relaciones filogenéticas, R. africae se identifica por primera vez en Egipto, además de R. aeschlimannii, que exhibe 100% de identidad con la cepa Stavropol en GenBank. En conclusión, los datos obtenidos subrayan la importancia médica y veterinaria de las rickettsiosis transmitidas por garrapatas, que requieren una mayor investigación por parte de las autoridades de Egipto. Además, se debe realizar una caracterización adicional de estos aislados de rickettsias para designar sus cepas, utilizando una estrategia polifásica que combine pruebas genotípicas y fenotípicas, para facilitar su deposición en la colección de rickettsias de la OMS y / o ATCC.


Efectos subletales de la exposición al lufenurón en el gusano manchado de la cápsula Earias vittella (Fab): características biológicas clave y actividad de las enzimas de desintoxicación

Gusano manchado, Earias vittella, es una de las plagas de insectos más graves y devastadoras de las hortalizas y el algodón. Actualmente, los insecticidas son necesarios para su control en casi todos los sistemas de cultivo. En este trabajo, evaluamos los efectos subletales del lufenurón sobre los rasgos biológicos y la actividad de las enzimas de desintoxicación: citocromo P450 monooxigenasas, esterasa y glutatión S-transeferasa (GST) en larvas de segundo estadio de mi. vittella. Los resultados mostraron que las concentraciones subletales (LC15 y LC40 de lufenurón), período larvario prolongado (en LC40 = 13,86 ± 1,22 día, LC15 = 13,14 ± 1,15 día, control = 12,28 ± 0,7), duración de la pupa (LC40 = 11,1 ± día, LC15 = 11,8 ± 0,28 día, control = 9,40 ± 0,52) y tiempo medio de generación extendido (LC40 = 27,3 ± 0,43 LC15 = 29,0 ± 1,19 días, control = 26,0 ± 0,65). La exposición subletal prolongó significativamente la etapa preadulta, disminuyó el peso de la pupa y redujo la longevidad adulta en el progenitor (F0) y F1 Generacion. Además, la fecundidad y la viabilidad del huevo se redujeron significativamente en los padres y F1 generaciones a ambas concentraciones subletales en comparación con el control. Si bien no se observaron efectos significativos sobre los parámetros reproductivos, como la tasa intrínseca de aumento (r), tasa finita de aumento (λ) y la tasa de reproducción neta (R0) de F1 generación en comparación con el control. Solo el tiempo de generación medio (T) en F1 en LC15 fue significativamente más largo en comparación con el LC40 y control (LC40 = 3,79 ± 0,37, LC15 = 32,28 ± 1,55 día, control = 29,79 ± 0,55). Comparativamente, las actividades de las monooxigenasas y esterasas del citocromo P450 fueron más altas que la GST en las poblaciones tratadas. El aumento en el desarrollo de resistencia a los insecticidas posiblemente se deba a la elevada actividad de las enzimas de desintoxicación. Estos resultados proporcionan información útil para monitorear la resistencia en los programas de manejo integrado de plagas (MIP) para E. vittella.

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Resultados

Secuenciación y ensamblaje del genoma

Con un total de 121,8 × datos de secuencia, el R. sativus El genoma se ensambló utilizando armazones de ≥ 500 pb y ≥ 2 kb (Tabla 1). En total, se generaron 40,123 andamios ≥ 500 pb que abarcan 383,3 Mb (N50: 138,17 kb, tamaño más largo: 1,31 Mb, tamaño medio: 9,55 kb), mientras que se generaron 8686 andamios ≥ 2 kb que abarcan 353,77 Mb (N50 158,63 Kb, tamaño más largo : 1,31 Mb, tamaño medio: 40,73 kb). Los andamios ≥ 500 pb correspondieron a 72,909 contigs con N50 de 7,12 kb, mientras que los andamios ≥ 2 kb correspondieron a 41,473 contigs con N50 de 8,15 kb. La calidad de los andamios se evaluó mapeando en el genoma de 17181 secuencias de ARNm de una amplia variedad de R. sativus cultivares (Tablas complementarias S1 y S2). Los andamios y contigs se depositaron en el DDBJ (Banco de datos de ADN de Japón) con los números de acceso DF196826 – DF236948 y BAOO01000001 – BAOO01072909, respectivamente. Usamos citometría de flujo para estimar el tamaño del genoma de R. sativus (Tabla complementaria S3) y el tamaño del genoma estimado de 574 Mb fue similar a los resultados anteriores de Johnston et al. 10. Según el tamaño del genoma estimado, los andamios de ≥500 pb y ≥2 kb cubrieron aproximadamente el 67% y el 63%, respectivamente, de todo el genoma.

Secuencias repetitivas

En total, se detectaron 140,48 Mb secuencias repetitivas para los armazones ≥ 500 pb en el genoma del rábano (Tabla 2) y se encontraron 4978 secuencias únicas en los armazones ≥ 2 kb. La frecuencia y clases de secuencias repetidas en R. sativus (36,61%) fueron similares a los de B. rapa (39.51%).

Modelos genéticos

En total, 64.657 R. sativus Se predijeron los modelos genéticos (Tabla 1). Comparación con los modelos genéticos de B. rapa 3 mostraron una longitud de locus génica promedio más corta (1724 pb en rábano y 2015 pb en B. rapa) y una longitud media del exón más larga (266 pb en rábano y 233 pb en B. rapa).

Para complementar la anotación de la secuencia del genoma, los modelos de genes se mapearon a las 53.846 secuencias de marco de lectura abierto (ORF) más largas de los ARNm de hojas jóvenes (Tabla complementaria S4). En total, 3650 (6,8%) modelos de genes no tenían secuencias de impacto ORF, 22,949 modelos de genes tenían más del 50% de cobertura, 9755 modelos de genes tenían más del 90% de cobertura y 5554 modelos de genes tenían un 100% de cobertura (Tabla complementaria S5).

En total, se han caracterizado 54,132 modelos de genes por BLASTp y 56,539 modelos de genes por InterProScan en términos de dominio de proteínas o sitios funcionales, incluidos 31,921 modelos de genes con clasificación de Ontología Genética (GO). Se buscaron las rutas de los ID de GO extraídos del nodo superior y la clasificación del segundo nodo de rutas se muestra en la Tabla complementaria S6 junto con los resultados de análisis similares para A. thaliana 11 y B. rapa 3 .

El número de familias de genes específicos y comunes entre A. thaliana 11 , Arabidopsis lyrata 12 (excluidos los genes del cloroplasto y mitocondriales), B. rapa 3 , Carica papaya 13 y R. sativus se muestran como diagramas de Venn en la Fig. complementaria S1. Entre 200,700 secuencias de proteínas, 135,065 genes (67,3%) se agruparon en 25,813 grupos ortólogos (Tabla complementaria S7) y 6304 genes se agruparon en 1272 R. sativus-grupos específicos.

Análisis filogenético

Los linajes de A. thaliana, A. lyrata y familias relacionadas divergieron de un ancestro común en 5 13,14, 10 3 y 13 3 millones de años (Mya), respectivamente, mientras que la triplicación del genoma completo (WGT) en Brassica ocurrió alrededor de 28,3-15,6 millones de años 3 y 5-9 millones de años 3. Aplicamos OrthoMCL a los modelos de genes agrupados y alineados de A. lyrata, A. thaliana, B. rapa, C. papaya y Oryza sativa según lo informado por Wang et al. 3, así como R. sativus y luego seleccionó un conjunto de "genes de copia única". Basado en el linaje I divergencia filogenética de A. thaliana, que ocurrió alrededor de 13 millones de años, la divergencia entre R. sativus y B. rapa se estimó en 16,7 millones de años (95PD: 22,4-12,4 millones de años), mucho antes que entre A. thaliana y A. lyrata alrededor de 13 millones de años (95PD: 17.4-9.7 millones de años, figura 1). La era de la rama entre Arabidopsis y el Brassica – Raphanus clado fue de 38,8 millones de años (95PD: 51,8-29,1 millones de años) y la era de la rama entre el Brassica – Raphanus clado y C. papaya fue 104,2 Mya (95PD: 139,1-78,1 Mya Fig. complementaria S2).

Árbol filogenético de R. sativus, A. thaliana, A. lyrata, B. rapa y C. papaya.

La línea azul representa la densidad de probabilidad del 95% (95PD) de edades para todos los nodos del árbol, la línea verde representa el ancestro común más reciente (95PD: 50,7–43,2–36,6 Mya) de la Arabidopsis – Brassica Clade la línea naranja representa la triplicación completa del genoma (95PD: 28,3–22,5–15,6 Mya) en el grupo de la corona Brassiceae (el centro del carácter en negrita es el promedio). The geologic timescale below the phylogenetic tree is based on the International Chronostratigraphic Chart (v2013). Photographs were taken by Y. Mitsui.

Genome structure

In total, 1384 markers were mapped onto the pseudomolecules and spanned 179.8 Mb (137.2 Mb without gap) (Supplementary Table S8). The syntenic blocks for R. sativus vs. A. thaliana (Fig. 2a, Supplementary Fig. S3a), R. sativus vs. B. rapa (Fig. 2b, Supplementary Fig. S3b) and R. sativus vs. R. sativus (Supplementary Fig. 3c) were analysed using BLASTp and represented as “ABC” blocks 2 . The syntenic blocks for each linkage group are shown in Supplementary Fig. 4a and 4b. Based on the genome assembly, relatively large synteny blocks were observed between A. thaliana y R. sativus. Regarding the “A” block, large blocks were identified in LN7 and LN9 and small blocks in LN2, LN3, LN4, LN6 and LN8. Large “F” blocks exist in LN2 and LN3 (2 blocks) and small blocks in LN1 and LN8. Large “U” blocks exist in LN4, LN5 and LN7 and small blocks are found in LN1 and LN2. Large “R” blocks exist in LN1 and LN8 and small blocks in LN4, LN5 and LN6. “F” and “U” blocks had three synteny blocks and the blocks were recognised from self-syntenic blocks. WGT has been observed in B. rapa 3 and synteny analysis has shown that partial WGT may also have occurred in R. sativus.

Syntenic relationships between A. thaliana y R. sativus (a) and between B. rapa y R. sativus (b) based on the ABC genomic blocks.

The left arc represents A. thaliana and the right arc shows the line chart for repeat density. Red: retrotransposon, blue: DNA transposon, green: other repeat sequences.

Radish Genome Database

All sequencing data can be accessed at http://www.nodai-genome-d.org/ with BLAST and GBrowse functions.

RNA-seq and gene clustering analyses

The process of radish tuberous root development and cell proliferating patterns are shown in Fig. 3a. Radish tuber initiated at about 14 DAG and tuberisation occurred mainly by supplementation of proliferated cells from root vascular cambium (root vc) to xylem parenchyma (root xp) tissues. In root xp, enlargement of parenchyma cells was observed and cell proliferation occurred around vessels. Using the same radish strain used for genome sequencing, the global gene expression patterns in root and leaf tissues of key developmental stages were analysed. Using a single-end sequencing platform (Illumina, San Diego, CA, USA), an average of 2995 (SD: 645) million reads with 88% Q30 bases were generated from 14 cDNA libraries (Supplementary Table S9).

The process of root tuberisaiton of R. sativus var.hortensis CV. Aokubi and gene expression patterns at key developmental stages and tissues.

(a) Root thickening and cell proliferating processes in 7, 14, 20, 40 and 60 days after germination (DAG) roots. Changes in root diameter, growth rate and cell number in xylem parenchyma tissue of 7–90 DAG roots are presented. Bar = SD. Letters represent significant differences among growing stages (ANOVA post hoc Tukey HSD, PAG < 0.01).Transverse section of roots are shown px: primary xylem, sx: secondary xylem, co: root cortex, ep: epidermis, xp: xylem parenchyma, vc: root vascular cambium, en: endodermis, ve: vessel. (B) Number of differentially expressed genes (DEGs) in 7, 14, 20, 40 and 60 DAG roots and tissues. (C) SignifiCantly enriched GO categories for upregulated genes in each developmental stage and tissue. The top three categories of biological process (BP), cellular component (CC) and molecular function (MF) are shown. (D) Significantly enriched KEGG pathways for upregulated genes in each developmental stage and tissue. The top three pathways are shown. Photographs were taken by Y. Mitsui.

The majority of DEGs were found between early seedling roots (7 DAG roots) and the roots at the primary thickening stages (14 and 20 DAG roots) and also between cell proliferating tissues (root vc and root xp) and cortex tissue of 40 and 60 DAG roots (Fig. 3b). The data sets from early seedling to primary growth stage (7, 14 and 20 DAG roots) and from root vc, xp and cortex tissues in the secondary growth stage (40 and 60 DAG root tissues) were grouped together to detect DEGs. ANOVA tests detected 4260 and 4526 DEGs in 7, 14 and 20 DAG roots and 40 and 60 DAG root tissues, respectively. We also detected 10,468 DEGs in 7, 14, 20, 40 and 60 DAG leaf samples.

In each of the three data sets of the DEGs, cluster analysis was performed using self-organising maps (SOMs) to identify classes of genes with similar temporal changes. The DEGs of 7, 14 and 20 DAG roots, 1538 genes in 7 DAG roots (Cluster 6), 1035 genes in 14 and 20 DAG roots (Cluster 7) and 1539 genes in 20 DAG roots (Cluster 1) were clustered as overexpressed genes (Supplementary Fig. S5). In the DEGs of 40 and 60 DAG root tissues, the clusters of 877 genes in the 40 DAG root vc and xp (Cluster 7), 1187 genes in 60 DAG root vc and xp (Cluster 1) and 1498 genes in 40 and 60 DAG root cortex (Clusters 6 and 9) were detected (Supplementary Fig. S6). The thickening tissues (root vc and xp) showed similar gene expression patterns. In the DEGs of 7, 14, 20, 40 and 60 DAG leaves, we found that the gene clusters were associated with specific developmental stages (Supplementary Fig. S7).

Gene functions and pathways involving tuberous root formation and development

Based on GO annotations, 40,705 of 65,457 Raphanus gene models were assigned GO terms. Statistical analysis revealed significantly enriched functional gene groups in each of the gene sets clustered as particular developmental stages and tissues (Fig. 3c, Supplementary Table S10). Genes related to stress and stimulus responses, transport and membrane activities were most significantly enriched in the cluster of genes upregulated at the early seedling stage of the root and leaf. In the cluster of genes upregulated in roots of the primary thickening stages, genes related to ribosomal activity, structural molecule activity and translation were most significantly enriched. In the cluster of genes upregulated in the root tissues (root vc and xp) of secondary thickening stages, genes related to membrane activities, transcription and cell development were particularly enriched, while genes related to stress and stimulus response, transport and membrane activities were most significantly enriched in the cluster of genes upregulated in root cortex tissue, similar to early seedling stage roots.

In total, 142 KEGG (Kyoto Encyclopaedia of Genes and Genomes) pathways including 13,795 genes were found in the Raphanus gene models. The significantly enriched KEGG pathways in each of the DEG clusters are shown in Fig. 3d and Supplementary Table S11. In thickening roots and cell proliferating tissues, the starch and sucrose metabolism pathway was particularly enriched. In the leaves in root thickening stages, pathways related to photosynthetic activities were activated. In root cortex tissue, the phenylpropanoid biosynthetic pathway that synthesises lignin was most significantly enriched.

Sucrose metabolism is considered important for the development of a plant sink organ. Thus, spatial and temporal changes in the expression of sucrose metabolism genes in radish sink and source tissues were analysed (Supplementary Fig. 8). The sucrose transporter genes (SUTs and SUCs) that function in cell-to-cell and long-distance distribution of sucrose throughout the plant showed relatively high expression rates in early seedling roots and leaves. The expression of genes encoding sucrose invertases, which function in sucrose cleavage, was relatively low. Among them, the cell wall invertase genes (CWIs) were expressed at a low level during all developmental stages. The expression of cytoplasmic invertase genes (CINs) increased only in the young seedling roots. We did not identify any vacuolar invertase genes (VINs) in the radish genome. Sucrose synthases (SUSs), the other enzymes involved in sucrose cleavage, showed markedly increased expression in tuberising roots and tissues. Two homologous genes of SUS1 were present and one showed particularly high expression in radish tuber, whereas these genes were expressed at low levels in the roots and leaves of early seedling stages. In the leaves of root thickening stages, the expression of SUS genes was limited. Additional RT-qPCR experiments confirmed that SUS1 genes were specifically expressed in tuberising roots and tissues and the expression levels of SUS1a were dozens of times higher than those in non-tuberising roots (Supplementary Fig. S9).

Glucosinolate biosynthesis and myrosinase genes

We investigated the genes involved in radish glucosinolate biosynthesis and degradation using radish genome information and transcriptome analysis. A core pathway of glucosinolates (GSLs) biosynthesis has been well examined and the genes have been identified in A. thaliana 16,17 . los R. sativus genome contained the majority of GLS biosynthesis-related genes (GLS genes), whereas no orthologue in the genome was observed for 10 GLS genes encoding amino acid side-chain elongation genes (MAM3, IPMI-SSU3 and IPMIDH3), core structure formation genes (CYP79F2), side-chain modification genes (CYP81F1, FMOGS-OX3, FMOGS-OX4, AOP2 and AOP3) and a transcription factor gene (MYB76) (Fig. 4, Supplementary Table S12). However, 8 genes are absent (IPMI-SSU3, IPMIDH3, CYP79F2, FMOGS-OX1, FMOGS-OX3, FMOGS-OX4, AOP3 and MYB76) in the related B. rapa genome 16 . Thus, genes that are not contained in both genomes may be lost in ancestors of R. sativus y B. rapa, or may be specific to Arabidopsis y sus familiares.

Glucosinolate biosynthesis and degradation genes in R. sativus.

(a) Glucosinolate biosynthesis and degradation pathway. The number of genes in the genome is noted in brackets. Orthologues identified in R. sativus are marked in blue colour. The absence genes in the genome are marked in red. (B) Comparison of transcriptional profiles for glucosinolate biosynthesis and degradation genes. Heat maps show log2-scaled reads per kilobase per million reads (RPKM) for biosynthetic genes.

In radish roots, the tip and outer zone including peel are known to be a pungent region and isothiocyanates and glucosinolates are dominantly detected in this region 19,20 . Our transcriptional profiling has shown that numerous GSL genes were strongly expressed in root tip, cortex and vc corresponding to the pungent region in the root (Fig. 4b and Supplementary Fig. S10). Moreover, GSL genes were expressed in younger developmental stages (14 and 20 DAG), which generally showed a high accumulation of GSLs 20 (Fig. 4b and Supplementary Fig. S11). In this manner, GSL gene expression showed spatial and temporal correlations with GSL accumulation and pungency. These results indicated that the expression of GSL genes plays an important role in GSL accumulation and pungency and that their expression was coordinately regulated in radish roots. MYB28, MYB29, MYB76 and R2R3-type MYB family transcription factors have been reported to regulate the expression level of GSL genes in A. thaliana 21,22 . Based on transcriptome profiles, expression of the radish gene encoding a protein homologous to the Arabidopsis MYB29 protein showed correlations with GSL gene expression (Fig. 4b and Supplementary Fig. S12) and MYB28 showed relatively high expression in pungent tissues (Fig. 4b). These results indicate that the core glucosinolate biosynthesis pathway and the regulation mechanisms are conserved in Brassicales.

Eleven myrosinase encoding genes were identified in the radish genome. The number of myrosinase genes is distinctly large in the Brassicae and Raphanus genus in the order Brassicales. The myrosinase genes are also expressed in pungent regions of the root and middle developmental stages and were correlated with the presence of isothiocyanates (Fig. 4b and Supplementary Figs S13, S14). These findings demonstrated that transcriptional regulation of glucosinolate biosynthesis and myrosinase genes is important for determining the pungency level in radish roots.

Additional RT-qPCR experiments of four genes, MYB28, BCAT4, CYP79F1 and TGG1-3 (TGG1C), showed that these pungency-related genes were highly expressed in pungent tissues (Supplementary Fig. S15).


Métodos

Estimation of genome size

The relative genome size of R. sativus was analysed using flow cytometry. The leaf samples were chopped finely using a razor blade and incubated on a petri dish containing extraction buffer. After 3 minutes, the resulting extract was passed through a CellTrics filter with 30-μm mesh. For propidium iodide (PI) staining of nuclear DNA, the CyStain PI plant DNA absolute quantitation reagent KIT05-5022 (Partec Inc., Franklin Park, IL, USA) was added to four times its volume and incubated for more than 1 hour before measurement. The relative fluorescence of total DNA was measured using the Partec CyFlow ploidy analyser (Green laser). Genomic DNA extracted from A. thaliana was similarly analysed using flow cytometry for comparison. Genome size was estimated based on the pro rata allocation between the median peak position of A. thaliana y R. sativus.

Sequencing and assembly

Genome sequencing was performed using R. sativus var. hortensis CV. Aokubi doubled haploid (DH) line provided by Sakata Seed Co. (Yokohama, Japan). High-quality nuclear DNA with reduced organellar DNA was extracted from leaves of 20-day-old seedlings using a protocol modified from Paterson et al. 56 . We prepared approximately 70-Gb sequences including paired end (PE) sequences with insert lengths of 300𠂛p and 500𠂛p using the Illumina Hiseq 2000 at the Nodai Genome Research Centre, Tokyo University of Agriculture. Long-jumping-distance (LJD) library sequences with insert lengths of 8 kb, 20 kb and 40 kb were generated using the Illumina Hiseq 2000 at Operon Biotechnologies, Inc. (Huntsville, AL, USA). In addition, about 5-Gb single end sequences (SE) were analysed using the Roche 454 FLX Titanium at the Agrogenomics Research Centre, NIAS (National Institute of Agrobiological Sciences). Flow cytometry analysis resulted in 574 Mb corresponding to 122× genome coverage (Supplementary Table S13). The sequence data were deposited at the DDBJ (DNA Data Bank of Japan) as BioProject ID PRJDB707.

The SE, PE and 8-kb insert LJD sequence reads were filtered for duplicated sequences, trimmed by Quality Value (QV) and assembled separately using Newbler (GS-Assembler version 2.7, Roche/454, Branford, CT, USA), Ray (version 2.0.0) 57 and CLC genomics workbench (version 5.5.1, CLC bio, Aarhus, Denmark). Based on subsequent evaluation of the results from these assemblers (Supplementary Table S14), we adopted the genome assembly generated by Newbler. Moreover, we removed organelle sequences from more than 500-bp contigs by BLASTn using the B. rapa ( <"type":"entrez-nucleotide","attrs":<"text":"JF920285.1","term_id":"335354838","term_text":"JF920285.1">> JF920285.1) and R. sativus ( <"type":"entrez-nucleotide","attrs":<"text":"AB694744.1","term_id":"400278294","term_text":"AB694744.1">> AB694744.1) mitochondrial sequences, and B. rapa ( <"type":"entrez-nucleotide","attrs":<"text":"DQ231548.1","term_id":"85816402","term_text":"DQ231548.1">> DQ231548.1) and A. thaliana ( <"type":"entrez-nucleotide","attrs":<"text":"AP000423.1","term_id":"5881673","term_text":"AP000423.1">> AP000423.1) chloroplast sequences were used as queries. The vector sequences were checked by BLASTn with pBACe3.6 ( <"type":"entrez-nucleotide","attrs":<"text":"U80929.2","term_id":"4878025","term_text":"U80929.2">> U80929.2) as the query. Subsequently, using the contigs and mate-pair (MP) sequences, scaffold sequences were built using SSPACE (version 2.0) 58 (Supplementary Table S14).

Evaluation of scaffolds

The quality of the scaffolds was evaluated by mapping a total of 17,181 mRNA sequences of R. sativus available at the NCBI (National Centre for Biotechnology Information) UniGene (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/unigene) onto the genome using BLAT 59 .

Repetitive sequences

Scaffolds Ϣ kb were analysed using REPET 60 ,61 . The copy number of repeat sequences for scaffolds 𾔀𠂛p was determined using RepeatMasker (http://www.repeatmasker.org/) (Supplementary Table S15).

Gene prediction and annotation

Gene models were generated using the gene prediction programme Augustus 62 with Arabidopsis parámetros. To complement the annotation of the genome sequence, we constructed a full-length cDNA library under the same conditions as the genomic DNA used for sequencing. mRNAs were assembled using Trinity 63 to build contigs. The longest 53,846 ORF sequences were extracted from the contigs using EMBOSS 64 .

The gene models were processed by BLASTp 65 with the NCBI nr database and by InterProScan 66 . The paths of extracted GO IDs from the top node were searched, along with the classification of the 2 nd node together with the results of similar analysis for A. thaliana 11 and B. rapa 3. The numbers of specific and common gene families among A. thaliana, A. lyrata 12 (excluding chloroplast and mitochondrial genes), B. rapa, C. papaya 12 and R. sativus are shown as a Venn diagram.

Genes ortólogos

Using the CD-HIT 67 with -c 0.9 -n 5, we removed highly similar paralogous genes. After a BLASTp run with an all-against-all option, the BLAST results were fed into the stand alone OrthoMCL 68 programme using a default MCL inflation parameter of 1.5.

Phylogenetic analysis

We clustered the gene models of A. lyrata, A. thaliana, B. rapa, C. papaya, O. sativa y R. sativus using OrthoMCL (inflation factor 1.5) and selected “single copy gene” sets. The gene sets that perfectly matched with gene models assembled from the R. sativus transcriptome were selected. The branch era of each gene set was estimated using Baseml 69 (HKY85, ncatG =𠂕) and Multidivtime 70 . Before estimation of branch era, a topology of the evolutionary tree was prespecified using Clustal W2 71 and MrBayes 72 as required when using Multidivtime. To clarify the overall pattern of selected gene sets, four-fold degenerate sites were extracted for the 720 gene sets, and each gene set was aligned using Clustal Omega 73 .

The scatterplot (Supplementary Fig. S2) shows a normal distribution with minimal bias. We checked specific genes in the clustered gene set with the annotated GO of A. thaliana 74 , but could not confirm specific genes. Based on these results, we constructed a phylogenetic tree using all 720 gene sets. Due to limitations of the Multidivtime programme, each of the 30 gene sets was aligned using Clustal Omega, and 24 aligned sequences were drawn using Mutidivtime. In Fig. 2 , we adopted the calibration time of 13 Mya for the A. thalianaA. lyrata clade 23 .

Analysis of linkage groups

We constructed a linkage map with a total of 1384 markers (Supplementary Table S16) including 630 markers from the Kazusa DNA laboratory 75 , 746 markers from Tohoku University 25 and 8 markers from Chonnam National University 76 . If the assigned linkage number and direction differed from the Kazusa and Tohoku linkage maps, we used the Kazusa linkage map information, which was published previously 75 . Both markers were coordinated with A. thaliana (Supplementary Table S17).

The linkage map was used for mapping scaffolds onto linkage groups. The Kazusa markers, which consist of expressed sequence tags (ESTs) and primer sequences, were used to search for EST sequences and scaffolds by BLAT 59 . The Tohoku markers consist of primers and probes. We searched for these three sequences and scaffolds using BLAST, and 446 markers were selected with three whole sets and one error. The Korea markers consist of ESTs and primer sequences. We searched for EST sequences and/or primer sequences and scaffolds using BLAST. These three sets of markers were merged, and 1039 markers (including derivative markers) were mapped onto the scaffolds.

Syntenic analysis

The homology between A. thaliana y R. sativus was analysed using BLASTp with an e-value 1.0e-5. After filtering BLAST results using MCScan version 0.8 77 with Match_Size 40, the syntenic relationship was analysed using the Circos viewer version circus-0.63-4 78 . A similar analysis was performed for B. rapa vs. R. sativus y R. sativus vs. R. sativus.

Preparing RNA-seq samples

Seeds of the Japanese radish cultivar 𠆊okubi’ used in the genome study were sown in the experimental field of Tokyo University of Agriculture, Faculty of Agriculture, at the normal sowing time in this region (31 August 2012). Samples of roots and leaves from three seedlings at each developmental stage (7, 14, 20, 40 and 60 DAG) were collected. In radish tuberous roots, the upper part originates from the hypocotyl where lateral roots are not present and the lower part consists of true root tissue where lateral roots developed. We collected samples from the border of hypocotyl and true root tissues and immediately transferred the samples into RNAlater® solution (Qiagen, Hilden, Germany) for RNA extraction.

Total RNA was isolated from each sample using the NucleoSpin RNA Plant Kit (Macherey-Nagel, Düren, Germany). RNA quality and quantity were assessed on a 2100 Bioanalyser using the RNA 6000 Nano Kit (Agilent technologies, Palo Alto, CA, USA). Using equal volumes of total RNA from each sample, cDNA libraries were prepared using an mRNA-Seq Sample Preparation Kit (Illumina) according to the manufacturer's instructions. Illumina RNA sequencing using the Hiseq 2000 platform was performed at the Nodai Genome Research Centre (NRGC, Tokyo, Japan) in accordance with the manufacturer’s instructions.

RNA-seq analysis

RNA-seq raw reads were imported into the CLC genomic workbench, and the reads were trimmed using default parameters. The 64,657 Augustus gene model 66 was used as a reference sequence for mapping. The trimmed reads sets obtained from the cDNA libraries were mapped to reference sequences using default parameters. The reads mapped as paired reads were used for calculating gene expression values. The expression level for each transcript was calculated the using the reads per kilobase per million reads (RPKM) method. The BLAST2GO suite was used for GO and KEGG pathway analysis.

Detecting differentially expressed genes and cluster analysis

DEGS were detected between all pairs of libraries using a t-test and among the libraries grouping key developmental stages and tissues by ANOVA using a Benjamini and Hochberg false discovery rate (FDR)-adjusted significance level of π.05, a fold change of Ϣ and a minimum RPKM difference of 㸐. DEGs were clustered using a SOM algorithm and Genesis software (http://genome.tugraz.at/genesisclient/genesisclient_description.shtml). A Euclidean distance metric was used and nine (3 ×𠂓) clusters were generated, which were visually inspected for similarity and differences among the gene expression profiles. Clusters were merged if they shared a similar expression profile.

Gene ontology and pathway analyses

The curated clusters of genes from SOM analysis were further investigated and mapped to significant ontologies and pathways to analyse their biological function. The Blast2GO programme was used to obtain GO annotation of the unigenes based on BLASTp hits against the NCBI Nr database with an e-value threshold of 㰐 𢄥 . Each cluster of annotated genes was mapped to the KEGG pathway database and the gene number was calculated for every KEGG pathway. Then, Fisher’s exact test was used to match the significantly enriched KEGG pathway in the DEG clusters to the genomic background.

RT-qPCR

To validate some candidate genes involved in sucrose metabolism and pungency biosynthesis, RT-qPCR experiments were conducted using LightCycler® 480 SYBR Green I Master (Roche) according to the manufacturer’s instructions, with 1 μM primers in a 10 μL final volume. Primer information is presented in Supplementary Table S18. Conditions for the amplification were as follows: a 10 min incubation at 95 ଌ, followed by 45 cycles (95 ଌ for 10 s 60 ଌ for 10 s 72 ଌ for 10 s) with a single fluorescent reading taken at the end of each cycle. All the runs were completed with a melt curve analysis to confirm the specificity of amplification and lack of primer dimers. Cp (second derivative method) values were used to estimate expression levels. The expression levels were adjusted by two housekeeping genes (Actin 79 and Calmodulin 7:CAM7).


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Comentarios:

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    Si lo dices - una mentira.

  3. Adnan

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