基因组 - 范围的协会研究揭示了与降低种子油含量的粉底样脂肪酶GydF4y2Ba芸苔栗鸟GydF4y2Ba

背景GydF4y2Ba

油菜籽(GydF4y2Ba芸苔栗鸟GydF4y2BaL.）是一个重要的石油作物世界广泛栽培，种子油含量（SoC）是油菜籽最重要的特征之一。为了增加SoC，已经预先制备了许多促进基因函数的努力。然而，种子油形成是脂质合成和分解之间的动态平衡。因此，它也是合理的，以减弱或消除参与脂质降解的基因的功能，以获得更高的最终SOC。GydF4y2Ba

结果GydF4y2Ba

我们在290核核心种质中的集合中应用了关于SoC的基因组关联研究（GWAS）。Gwas共使用2,705,480种高质量的SNP，我们识别出来GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba， 一种GydF4y2BaPattin样脂肪酶GydF4y2Ba（GydF4y2BaPTL.GydF4y2Ba）基因与SoC相关。特别是，在启动子区的六种单核苷酸 - 多态性（SNP）GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba与SOC的显着减少有关，导致SOC减少4.7-6.2％。我们在Silico分析中进行，共显示40GydF4y2BaPTLS.GydF4y2Ba，其分为四个片状，均匀分布在A和C子组织上GydF4y2Ba芸苔栗鸟GydF4y2Ba．RNA-SEQ分析推出了这一点GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba优先于生殖组织中表达，特别是成熟的种子。GydF4y2Ba

结论GydF4y2Ba

我们确定了GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba， 一种GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba基因，与SOC相关的GWAS，并进行硅分析40GydF4y2BaPTLS.GydF4y2Ba在GydF4y2Ba芸苔栗鸟GydF4y2Ba．结果丰富了我们对油菜籽中的SOC形成的了解，并促进了未来的功能表征研究GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba基因。GydF4y2Ba

油菜籽(GydF4y2Ba芸苔栗鸟GydF4y2BaL.，AACC，2N = 38）是大豆和手掌之后世界的第三大植物油来源[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba]．种子油含量（SoC）是油菜籽中最重要的性状之一。总体而言，菜籽品种中的SOC因26％至50％而变化[GydF4y2Ba2GydF4y2Ba]．油菜籽育种者拥有高SoC品种的重要目标。GydF4y2Ba

种子油脂的积累是脂质生物合成与分解之间的动态平衡。植物种子的脂质生物合成是在种子胚形成后激活的，它涉及碳水化合物代谢、脂肪酸(FAs)伸长、三酰基甘油(TAG)合成和油体形成等一系列途径[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba]．简言之，种子中脂质的合成大致可分为三个阶段。首先，以糖酵解产生的丙酮酸为主要底物，在质体中合成棕榈酸(C16:0)、硬脂酸(C18:0)和油酸(C18:1)等16C-18C FAs。第二，16C-18C FAs被运送到内质网，在那里它们被一系列的酶催化来延长碳链和去饱和。最后，以FAs和甘油为基础合成标签，并储存在1-2 μm油体中[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba]．转录因子(TFs)如GydF4y2Ba叶状鹅卵石1GydF4y2Ba（GydF4y2BaLEC1GydF4y2Ba)，GydF4y2BaLEC2GydF4y2Ba那GydF4y2BaABA INSENSID3.GydF4y2Ba那GydF4y2BaFusca3.GydF4y2Ba和GydF4y2Ba皱纹1GydF4y2Ba是种子FA生物合成的关键调节因子，并在种子中表达。他们的表达重叠了各种发展阶段[GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba]．GydF4y2Ba

油菜籽中脂质的积累不是单方面的合成过程，而是合成代谢和分解代谢之间的动态平衡。种子脂质在种子成熟后期平均减少约10% [GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba]．通过水解标签和设置FAS的各种脂肪酶催化油降解催化[GydF4y2Ba11.GydF4y2Ba]．游离FAs是不稳定的，在乙醛小体中被称为β -氧化的过程中被乙酰辅酶a进一步降解。乙酰辅酶a在乙醛酸循环中进一步降解为4碳化合物，发生在过氧化物酶体中[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba那GydF4y2Ba12.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba13.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba]．GydF4y2Ba

据估计，油菜籽晚期成熟阶段的SOC减少导致每年约2000万吨油[GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba]．之前的一项研究表明，有五个基因，即GydF4y2BaBNSFAR1.GydF4y2Ba至GydF4y2BaBNSFAR5.GydF4y2Ba属于GDSL家族参与脂质的分解在表达油菜籽种子中，从而减少SOC [GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba]．然而，GDSL脂肪酶不能是在种子脂质分解中起角色的唯一脂肪酶。GydF4y2Ba

PataTin是一种具有宽底物特异性的单一脂溶性酰基水解酶，首先在1970年在马铃薯块茎中发现[GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba]．代替GXSXG或GDSL基序，图汀结构域的有源位点包括不同的SER-ASP催化DYAD [GydF4y2Ba17.GydF4y2Ba]．研究表明，植物粉谱相关酶参与各种生物粥类症，包括植物对生长素，菌株或病原体的反应以及种子萌发过程中的非生物胁迫和脂质动员[GydF4y2Ba18.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba19.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba21.GydF4y2Ba]．许多patatin-like脂肪酶(ptl)，如SUGAR-DEPENDENT1 (SDP1)作为磷脂酶或TAG脂肪酶[GydF4y2Ba18.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba22.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba23.GydF4y2Ba]．人们对大多数物理导联的功能仍然知之甚少。GydF4y2Ba

在过去的几十年中，定量特质基因座（QTL）映射有关控制全FAS的形成的分子机制的大量信息[GydF4y2Ba24.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba]和FA物种[GydF4y2Ba26.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba27.GydF4y2Ba]在油菜籽中。最近，基因组关联研究（Gwas）结合了连锁不平衡（LD）映射，作为更有效的工具，用于鉴定控制大型遗传群体中的农艺和质量性状的候选基因[GydF4y2Ba28.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba29.GydF4y2Ba]．基因组测序技术的快速发展使单核苷酸多态性(SNPs)的大量鉴定成为可能[GydF4y2Ba28.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba29.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba31.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba32.GydF4y2Ba]．LD映射表示有效的SNP和候选基因之间的相关程度是一种基于人群的调查技术，用于精确的QTL定位[GydF4y2Ba28.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba29.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba33.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba34.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba35.GydF4y2Ba]．GydF4y2Ba

为了更好地了解油菜的多倍体基因组中SOC的遗传控制，我们在290个核心种质中的集合中对SOC进行了GWA，该核心种质摘要总共有991名遗传源起源于世界39个国家。我们确定了GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba， 一种GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba，与SOC显著相关。我们分析了GydF4y2BaBna.C07.PTLGydF4y2Ba在各种组织中，在硅分析中进行以显示整体分布GydF4y2BaPTL.GydF4y2Ba在菜籽基因组的家庭。GydF4y2Ba

SoC的表型变化GydF4y2Ba

我们测量了290核心辅助的SOC（表SGydF4y2Ba1GydF4y2Ba）分别在两个地点，即长兴（CX）和金华（JH），分别于2018年和2019年。表中的整体统计数据列于表中GydF4y2Ba1GydF4y2Ba．CX和JH的SOC分别为29.80 ~ 54.52%和35.09 ~ 56.55%，平均分别为43.25和47.98%(表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．CX和JH的变化系数（CVS）几乎相同，表明这两个位置处的SOC变化相似（表GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．两个位置的SOC大致正常分布，大多数附加的SOC在40到50％之间（图SGydF4y2Ba1GydF4y2Ba)．进行方差分析(ANOVA)。结果表明，基因型和环境对SOC均有显著影响(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.01) (Table1GydF4y2Ba)．GydF4y2Ba

的识别GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba与SOC显著相关的基因GydF4y2Ba

使用2,705,480个SNP（MAF> 0.05，缺失率<0.5），我们在CX和JH的人口中对SOC进行了GWA。曼哈顿情节表明，最有明显相关的SNPS（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba< 10GydF4y2Ba^{- 5GydF4y2Ba}）在CX的实验中被映射在CO 7（CHR.C07）和随机染色体A（CHR.ANN）上（图SGydF4y2Ba2GydF4y2Baa），并且在jh的实验上是在chr.a08和chr.cor.cn（图SGydF4y2Ba2GydF4y2Bab）分别。分位数（Q-Q）图表明，SOCS和基因型通过自然选择有显着相关性（图SGydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)．从两种环境的结果来看，Chr上的snp位于35.25 Mbp ~ 35.79 Mbp之间。取C07作进一步研究(图SGydF4y2Ba2GydF4y2Ba，表S.GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)．Chr上共有31和22个SNP信号。C07分别与CX和JH时的SOC显著相关(表SGydF4y2Ba2GydF4y2Ba)，表明Chr上有50和34个基因。CX和JH中的C07可能是SOC变化的原因(表SGydF4y2Ba2GydF4y2Ba)．这些，GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba，作为一种像素状的磷脂酶，是一种推定的矫形器GydF4y2BaAT1G33270GydF4y2Ba编码脂溶蛋白(ATGL)样蛋白。Chr上的SNP, ChrC07_35249208。C07连接(RGydF4y2Ba^2GydF4y2Ba = 0.68) withbnac07g30920d.GydF4y2Ba（图。GydF4y2Ba1GydF4y2Ba)，表示它们的键不平衡。有55个SNPsGydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba，包括51个SNP，位于5'-末端调节区，编码序列（CDS）区域的2个SNP，内部内部2个SNP（表SGydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)．GydF4y2Ba

要知道这些SNP对SOC的影响，我们在290个载体中使用不同SOC的290名SNP进行了单一SNP关联测试。该试验显示六个SNP，即CHRC07_35,181,691，C / T的CHRC07_35,1181,026，C / T的C / T，A / T的CHRC07_35,179,634，A / G的CHRC07_35,179,572和A /在5'-末端监管区的G克CHRC07_35,177,247GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba显着（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba< 0.05)与SOC相关(图。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)．六个位置的任何核苷酸变化导致SOC减少4.7-6.2％（图。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)．我们还测量了其他4个SNP在编码序列和内含子区域中的效果。因此，我们未识别出显着的效果，因此我们仅介绍了图1中的功能性SNP。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba．我们还表明了这些SNP在图中的影响GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba．为了识别GydF4y2BaCIS.GydF4y2Ba- 在变形位点中，我们将核苷酸序列5 kb施加到数据库PlantProm中的起始密码子上游（GydF4y2Bahttp://linux1.softberry.com/berry.phtml?topic=plantprom& group=data& subgroup=plantprom.GydF4y2Ba）和Agris（GydF4y2Bahttps://agris-knowledgebase.org/GydF4y2Ba），并鉴定在与SOC变化相关的CAAT盒中的T / G（CHRC07_35,181,691）和A / T（CHRC07_35,179,634）的SNP。GydF4y2Ba

的表达GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba分析了基于两个转录组数据集（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba)．最高的转录水平GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba，在校准后的读数数表示，在雌蕊和萼片中观察到校准后的读数（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba一种）。GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba在16个DAP的种子中显着表达（RPKM> 1），40个DAP和发芽种子20（表SGydF4y2Ba6.GydF4y2Ba)．相对于20-具有发芽种子，16-DAP和40-DAP籽的转录水平近1.5倍GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Bab，表sGydF4y2Ba6.GydF4y2Ba），表明高表达GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba在种子成熟。GydF4y2Ba

在硅分析中GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba在油菜基因组中GydF4y2Ba

种子油含量是一种典型的定量性状，其由许多主要和/或次要基因和环境因素之间的相互作用控制。为了挖掘潜在的PTL，可以分解种子脂质，我们在硅分析中进行了展示了整体分布GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba整个油菜籽基因组(' Darmor-GydF4y2BabzhGydF4y2Ba'，v4.1）。AcrigoS搜索确定了包含IPR002641的40个基因，其被注释为GydF4y2BaPTLS.GydF4y2Ba．基因座ID，基因组序列长度，编码序列（CD）和蛋白质大小等信息GydF4y2BaPTLS.GydF4y2Ba以及表S中提供了外显子和内含子的数量GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba．基因组序列，CDS和蛋白质的尺寸GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba分别从1411到8211 bp，873到4278 bp，以及290到1425 aa（表sGydF4y2Ba4.GydF4y2Ba)．40GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba平等地分布在亚基因组和C子组上（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba)．除了四个GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Bas（GydF4y2BaBnaanng00900DGydF4y2Ba那GydF4y2Babnacnng07580d.GydF4y2Ba那GydF4y2Babnacnng10420d.GydF4y2Ba和GydF4y2Babnacnng30060d.GydF4y2Ba)分布于随机染色体上，其余36个GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba被映射在染色体A01-A10和CO1-C09上。值得注意的是，没有GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba位于染色体A02，A06和CO 5上（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba)．有最多的GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba(40个中的5个)位于A03染色体上，然而，只有一个GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba位于染色体A04，A05，A08，A10，CO 2，CO 6和CO 9的同源物（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba)．近一半(19 / 40)GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba位于染色体的端部（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba)．GydF4y2Ba

基因结构分析表明外显子的数量GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba平均为5.6的两到十八。12（30％）和11（27.5％）GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba有3个和7个外显子分别被2个和6个内含子打断(表SGydF4y2Ba4.GydF4y2Ba， 图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba)．其余基因有2个外显子(6个基因)，4个外显子(2个基因)，5个外显子(1个基因)，GydF4y2BaBnaA05g06080DGydF4y2Ba），6个外显子（3基因），8个外显子（1基因，GydF4y2BaBNAA10G26130DGydF4y2Ba），10个外显子（1基因，GydF4y2BaBnaA08g06610DGydF4y2Ba)， 13个外显子(1个基因，GydF4y2Babnaa03g53720d.GydF4y2Ba分别为18个外显子（2个基因）。GydF4y2Ba

阐明进化关系GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba，我们进行了系统发育分析GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba．简而言之,GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba可以分为四个片状（I-IV）（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba)．Clade I，Clade II，Clade III和Clade IV包含14,12,8和6GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba同源物，占总数的35、30、20和15%GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba分别（表sGydF4y2Ba4.GydF4y2Ba， 图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba)．有更多更多GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba外显子在疏水层II和疏水层IV（平均8.5）中的外显子（8.5），而且平均为3.1）（表SGydF4y2Ba4.GydF4y2Ba， 图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba)．GydF4y2Ba

对于任何一个基因家族，其保守序列和结构域都与其功能相关。为了更好地了解其生物学功能GydF4y2Babnptls，GydF4y2Ba我们分析了保守的领域GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba由DGGGXX、磷酸或阴离子结合元件和酯酶盒子GXSXG组成的催化区由20-30个氨基酸组成，不同进化支系的序列长度不同，表明该酶具有不同的生物学功能GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba同源染色体(表GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)．GydF4y2Ba

表达式模式GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba

表达模式GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba可以让我们进一步了解它们的生物功能。确定的表达模式GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba在不同的组织中，来自12个组织的转录组数据GydF4y2BaB. Napus.GydF4y2Ba下载品种'ZS 11'[GydF4y2Ba36.GydF4y2Ba]．总的来说,GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba在所有12种组织中表达，暗示了它们不同的生物学功能（图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba年代,表GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba)．最高表达GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba在雄蕊（平均366平均366）和衰弱的雌蕊（平均362）中检测到（362），而表达GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba茎(平均73)、根(平均112)和叶(平均52)相对较低，说明GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba在生殖组织中优先表达。在40中GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba，一些基因的极大表达如GydF4y2BaBNSDP1.GydF4y2Ba（GydF4y2Babnacnng10420d.GydF4y2Ba）在妻子（1991）和GydF4y2BaBNSDP1样GydF4y2Ba（GydF4y2Babnsdp1l.GydF4y2Ba那GydF4y2Babnaa07g17190d.GydF4y2Ba）在雄蕊（984）中，可以观察到它们在这些组织中的潜在作用（图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba年代,表GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba)．GydF4y2Ba

这GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba在种子中表达可能会影响SOC。确定表达式模式GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba在种子的不同发育阶段，我们分析了来自16,40 dap和20的种子的RNA-SEQ转录组数据。共有31人GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba在40-dap种子中显着表达（RPKM> 1）（图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba，表S.GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba)．相比之下，18岁和21岁GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba分别在16-DAP种子和20-HAS萌发种子中表达。值得注意的是,14日GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba在所有三个发展阶段的种子中显着表达（图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Bab，表sGydF4y2Ba6.GydF4y2Ba)．GydF4y2BaBnaA05g06080DGydF4y2Ba仅在16-DAP籽中表达，而有七种基因仅以40-达到的种子表达。相对于16-DAP种子（由LOG2定义），在40-DAP籽中上调了12个基因的表达GydF4y2Ba^{（表达折叠）GydF4y2Ba} > 1). On the other hand, the expression of six genes was downregulated in the 40-DAP seeds relative to the 16-DAP seeds (defined by log2^{（表达折叠）GydF4y2Ba} < 1) (Fig.6.GydF4y2Ba，表S.GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba)．这些结果表明最多GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba种子发育后期具有更高的表达。GydF4y2Ba

作物基油是有价值的农产品，SOC是油量作物的重要特征。通过涉及脂质生物合成的基因的传统育种和遗传操作成功实现了SoC [GydF4y2Ba37.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba38.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba39.GydF4y2Ba]．在油菜籽中，SoC通常首先到达峰值，然后在晚期成熟阶段下降[GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba]．晚期成熟阶段的SOC减少了两个方面。首先，参与石油合成的基因的表达显着降低。其次，在该阶段表达并活跃参与油劣化的大量基因[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba]．最近的一项研究报告说，油菜的SOC受早产培养种子的发芽潜力的影响。油脂含量降低的生物学意义可能是用于在下一次生命周期发起的种子的能量和碳骨架供应[GydF4y2Ba12.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba40GydF4y2Ba]．无论如何，种子成熟过程中合成脂质的分解最终导致了最终SOC和降级的种子质量的减少。研究表明GydF4y2Ba种子脂肪酸还原剂GydF4y2Ba（GydF4y2BaSFARS.GydF4y2Ba），即GydF4y2BaSFAR1.GydF4y2Ba至GydF4y2BaSFAR5.GydF4y2Ba属于GDSL家族参与脂质的显影种子的分解GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba因此，减少了SoC并改变了脂肪酸组成[GydF4y2Ba41.GydF4y2Ba]．最近,GydF4y2BaBNSFAR1.GydF4y2Ba和GydF4y2BaBNSFAR4.GydF4y2Ba被随机化学诱导成功沉默（靶向诱导的基因组，耕种）和诱导的局部病变，和GydF4y2BaBNSFAR4.GydF4y2Ba和GydF4y2BaBNSFAR5.GydF4y2Ba采用CRISPR-Cas9介导技术进行编辑。通过TILLING和CRISPR-Cas9分别获得了更高12.1%和14.5%的SOC突变系[GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba]．在这项研究中，我们在一个遗传群体中进行GWAS，将显著的snp与作用基因关联在一个包含34个基因的作图区间内。我们选择了GydF4y2BaPTL.GydF4y2Ba（GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba）作为候选基因，其可能涉及降解脂质。我们从他们的注释中排除了其他33个基因（表S.GydF4y2Ba2GydF4y2Ba）或通过计算SNP效果GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba．我们展示了单一的核苷酸突变GydF4y2Babnac07g30920d.GydF4y2Ba， 一种GydF4y2BaPattin样脂肪酶GydF4y2Ba结果表明，油菜有机碳含量显著降低(图1)。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)．虽然这一点GydF4y2BaPTL.GydF4y2Ba和GydF4y2BaSFARS.GydF4y2Ba可能具有类似的生物学功能，他们可能受到不同上游调节因素的管制。GydF4y2BaSFARS.GydF4y2Ba通过胃泌盐素信号传导调节[GydF4y2Ba41.GydF4y2Ba),而GydF4y2BaPTL.GydF4y2Ba仍然很少理解。GydF4y2Ba

为了更好地探索PTL系列的潜在SOC减速剂，在硅分析中进行了揭示了在多倍醇油菜基因组上的基因的总分布。在40中GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba，超过75％以40 dap表示（图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba，表S.GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba），表明这一点GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba优先在种子发展的后期函数。时代的表达式模式GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba与SoC的时期依然一致。有七个GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba在40-DAP的种子和20-HAS的萌发种子中特异表达。GydF4y2Ba6.GydF4y2Bab，表sGydF4y2Ba6.GydF4y2Ba)，暗示了它们在这两个阶段的原油降解过程中可能发挥的作用。GydF4y2Ba

作为PTL系列的成员，糖依赖性1（SDP1）是标签脂肪酶，其存在于许多植物中如GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba那GydF4y2Ba芸苔栗鸟GydF4y2Ba那GydF4y2Ba麻风树图GydF4y2Ba和GydF4y2Ba甘氨酸最大GydF4y2Ba．许多报道表明SDP1参与了TAG的降解和沉默GydF4y2BaSDP1GydF4y2Ba可以增强种子和其他组织中的油含量[GydF4y2Ba22.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba23.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba42.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba43.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba44.GydF4y2Ba]．但是，等位基因变异之间的关联GydF4y2BaBNSDP1.GydF4y2Ba我们的GWA没有发现SOC。SoC是一种典型的定量性状，其由许多基因与环境因素之间的相互作用控制。我们的现场实验在两个地方进行了400公里的地方进行。不能排除这种效果GydF4y2BaBNSDP1.GydF4y2Ba可以被检测到一个可能更不同的环境。GydF4y2Ba

通常，脂肪酶是水解单，二 - 和甘油三酯（标签）的酯键，进入脂肪酸和甘油的酰基水解酶[GydF4y2Ba45.GydF4y2Ba]．脂肪酶可根据保守结构域的结构特征分为三个亚壳。最大的脂肪酶亚家族含有保守的签名基序（GxSXG），其催化三合会包括在该保守基序中的催化丝氨酸，组氨酸（H）和位于下游的天冬氨酸（D）或谷氨酸（E）中组成序列 [GydF4y2Ba45.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba46.GydF4y2Ba]．GDSL型脂肪酶属于SGNH水解酶超家族，在与N-末端而不是GXSXG基序附近的序列块1中含有GDSL序列基序。催化三合会包含GDSL基序中的丝氨酸，序列嵌段5的组氨酸（H）和在H（DXXH）之前的半氨基酸（D）3氨基酸[GydF4y2Ba45.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba47.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba48.GydF4y2Ba]．Patatin是一种富含于马铃薯块茎中的脂聚酰基水解酶[GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba]．图案和其他脂肪酶之间的最大结构差异是其催化结构域由Ser-Asp Dyad组成。有222种GDLS家族基因，但油菜基因组中只有40个PTL家族基因（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba)．酶与粉花催化结构域，即PTLS，广泛存在于酵母，细菌，动物和植物中。标签脂肪酶的大多数属于PTL系列，例如TGL3（酵母），ATG1（哺乳动物）和SDP1（植物）[GydF4y2Ba18.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba45.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba49.GydF4y2Ba]．PTLS的宽底物特异性表明它们的多种生物学功能。例如，GydF4y2Ba密集和直立胰腺3GydF4y2Ba（GydF4y2BaDEP3GydF4y2Ba),一个GydF4y2BaPTL.GydF4y2Ba在水稻中，被发现在水稻维管束的形成中起着重要作用[GydF4y2Ba50.GydF4y2Ba];GydF4y2BapPLAIIIδGydF4y2Ba对生长素响应细胞形态和器官尺寸有显着影响GydF4y2Ba拟南芥GydF4y2Ba和GydF4y2BaB. Napus.GydF4y2Ba[GydF4y2Ba51.GydF4y2Ba];GydF4y2BaVdPLPGydF4y2Ba， 一种GydF4y2BaPTL.GydF4y2Ba在GydF4y2Baverticillium dahliae.GydF4y2Ba，参与细胞壁完整性，致病性需要[GydF4y2Ba52.GydF4y2Ba]．我们把这40个分类GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba根据基因结构和核苷酸序列的相似性将油菜分为四个分枝。但是，详细的功能的大多数成员GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba家庭仍有待探索。GydF4y2Ba

在最近的一项研究中，我们报告了991名加入全球油菜（GydF4y2Ba芸苔栗鸟GydF4y2Ba）种质收集。通过将读取映射到参考基因组（'Darmor-）来鉴定总共556万SNP和186万次诱导。GydF4y2BabzhGydF4y2Ba'）[GydF4y2Ba29.GydF4y2Ba]．在这项研究中，我们建立了一个基因库，包括仅基于991种遗传分析的基因遗传分析。这290名加入符合991种遗传多态性的遗传多态性，在SNP和Indels方面，人口很小。相对于以前的油菜籽[GydF4y2Ba29.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba53.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba54.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba55.GydF4y2Ba[本研究应用了较少数量的遗传索取，易于治疗田间复制。然而，2,705,480个SNP，其数量非常高，允许非常强大的紧密相关基因的鉴定。结果丰富了我们对油菜籽中的SOC形成的了解，并促进了未来的功能表征研究GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba基因。GydF4y2Ba

帕托汀样脂肪酶（PTL）广泛存在于植物中，大多数PTL的功能很少被理解。在本研究中，一个GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba鉴定基因在290核核心种质中的集合中使用GWAS在SOC上与SOC相关联。共计40名GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba基因被划分为4个分支，均匀分布在A和C亚基因组上GydF4y2BaB. Napus.GydF4y2Ba．此外，RNA-SEQ分析推出了这一点GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba优先于生殖组织中表达，特别是成熟的种子。这些结果丰富了我们对油菜籽中的SOC形成的了解，并提供了更多信息以便在功能表征中进行的未来研究GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba基因在GydF4y2BaB. Napus.GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

植物材料和生长条件GydF4y2Ba

290份油菜核心种质是从全球991份油菜种质中挑选出来的[GydF4y2Ba29.GydF4y2Ba，在我们之前的研究中，也被用来揭示与油菜籽叶毛状体形成有关的新基因[GydF4y2Ba28.GydF4y2Ba]．部分材料来自莱布尼茨植物遗传与作物研究所(GydF4y2Bahttps://gbis.ipk-gatersleben.de/gbis2i/faces/index.jsf.GydF4y2Ba)，其余来自中国浙江大学作物基因资源省级重点实验室。表S列出了它们的ID、国家来源和每次加入的SOC的信息GydF4y2Ba1GydF4y2Ba．2017年分别在浙江大学长兴农业实验站试验田(北纬30°02′、东经119°93′)和2018年金华市农业科学院实验农场(北纬29°05′、东经119°38′)种植。GydF4y2Ba

种子含油量测定及表型分析GydF4y2Ba

收获290核心载体的成熟种子进行SOC测量。使用近红外光谱法测定SOC（Antaris II，Thermo Scientific™，America）。测量每次加入的三个生物学复制。计算并使用SPSS计算和分析来自290种附加的平均值，标准偏差，相关系数和SOC的最小值和最大值的表型分析和分析（GydF4y2Bahttp://www.ibm.com/cn-zh/analytics/spss-statistics-softwareGydF4y2Ba；V21.0.0.0)。采用方差分析(ANOVA)分析SOC的变异。GydF4y2Ba

基因组协会研究GydF4y2Ba

在290核心载体中，总共2,705,480高质量的SNP（MAF> 0.05，缺失率<0.5），并用于GWA。代表样品之间的遗传关系的k值是通过plink软件计算的（GydF4y2Bahttp://www.cog-genomics.org/plink2;GydF4y2BaV1.9) [GydF4y2Ba56.GydF4y2Ba]．流苏软件(GydF4y2Bahttp://www.maizegenetics.net/tasselGydF4y2Ba）[GydF4y2Ba57.GydF4y2Ba使用高效的混合模型协会加急（emmax）用于检测关联。这GydF4y2BaP.GydF4y2Ba- 使用-log计算每个SNP的值GydF4y2Ba_10.GydF4y2Ba^P.GydF4y2Ba > 5 as the suggestive threshold. Seventy-five kilobase sequence regions adjacent to significantly associated SNPs were searched for associated genes. The R package “LDheatmap” (http://cran.r-project.org/web/packages/LDheatmap/index.htmlGydF4y2Ba；V0.99）用于描述显着相关的SNP和候选基因之间的相关程度。GydF4y2Ba

的识别GydF4y2BaPTLS.GydF4y2Ba在GydF4y2BaB. Napus.GydF4y2Ba

全基因组序列，蛋白质序列及其位置GydF4y2BaB. Napus.GydF4y2Ba(“Darmor -GydF4y2BabzhGydF4y2Ba'，v4.1）被检索到GydF4y2Ba芸苔栗鸟GydF4y2Ba区域镜中的基因组浏览器（GydF4y2Bahttp://www.genosope.cns.fr/brassicanapus/GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba58.GydF4y2Ba]．以蛋白质序列作为查询，在InterPro数据库(GydF4y2Bahttp://www.ebi.ac.uk/InterPro/Search/Sequence/GydF4y2Ba；v79.0）[GydF4y2Ba59.GydF4y2Ba使用默认参数。共鉴定了40个具有IPR002641 (Patatin-like磷脂酶结构域)的蛋白序列。的分布GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba使用MapGene2Chromosome V2.0来可视化油菜基因组（GydF4y2Bahttp://mg2c.iask.in/mg2c_v2.0/GydF4y2Ba)．GydF4y2Ba

搜索GydF4y2BaCIS.GydF4y2Ba-Elements.GydF4y2Ba

我们将核苷酸序列5 kB施加到数据库PlantProm中的起始密码子上游（GydF4y2Bahttp://linux1.softberry.com/berry.phtml?topic=plantprom& group=data& subgroup=plantprom.GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba60.GydF4y2Ba]和阿格里斯（GydF4y2Bahttps://agris-knowledgebase.org/GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba61.GydF4y2Ba]．GydF4y2Ba

BNPTLS和保守域名的系统发育分析GydF4y2Ba

进行了多次对齐GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba使用分子进化遗传学分析（Megax）计划的Clustalw蛋白序列[GydF4y2Ba62.GydF4y2Ba]．使用邻近的（NJ）方法（Jones-Taylor-Thornton Model）（Jones-Taylor-Thornto Model）基于对准来构建大邻接（NJ）方法（Jones-Taylor-Thornton Model）构建。GydF4y2BaBnPTLGydF4y2Ba蛋白质中的蛋白质序列。使用基因结构显示服务器V2.0（GSDS 2.0;）组合基因结构和系统发育树;GydF4y2Bahttp://gsds.cbi.pku.edu.cn/GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba63.GydF4y2Ba]．的守恒域GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba基于前一项研究搜索[GydF4y2Ba18.GydF4y2Ba]．GydF4y2Ba

RNA-SEQ分析GydF4y2Ba

来自12个组织的转录组数据GydF4y2BaB. Napus.GydF4y2Ba在之前的研究中释放的品种' ZS 11 ' [GydF4y2Ba36.GydF4y2Ba]从国家生物技术信息（NCBI;GydF4y2Bahttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/GydF4y2Ba) (ID: PRJNA394926)。dese2r软件包(GydF4y2Bahttp://biocadiond.org/GydF4y2Ba；v3.11）[GydF4y2Ba64.GydF4y2Ba]应用于表达分析。在播种后16天在播种后16天的种子的转录组数据（DAP），播种后20小时（具有）从前一项研究获得[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba]．这两个转录组数据集的表达值用校正后的读计数来表示。为了更好地比较不同时期的表达式级别，我们还计算了后一个数据集的每千碱基每百万映射读取(RPKM)的读取。的热图GydF4y2BaBNPTLS.GydF4y2Ba由morpheus建造（GydF4y2Bahttp://software.broadintitute.org/morpheus.GydF4y2Ba)．GydF4y2Ba

本研究中使用的油菜籽的原始读数已在SRP155312下的国家生物技术信息中心公共数据库中存放（GydF4y2Bahttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra/SRP155312GydF4y2Ba)．在BNASNPDB中可以方便地检索遗传过程中的SNP（GydF4y2Bahttps://bnapus-zju.com/bnasnpdb/GydF4y2Ba)．支持的转录组数据集可在NCBI Bioproject存储库中获得，登录号：PRJNA394926。GydF4y2Ba

ANOVA：GydF4y2Ba

方差分析GydF4y2Ba

ATGL：GydF4y2Ba

脂蛋白GydF4y2Ba

BnPTLGydF4y2Ba：GydF4y2Ba

甘蓝型patatin-like脂肪酶GydF4y2Ba

CD：GydF4y2Ba

编码序列GydF4y2Ba

简历：GydF4y2Ba

变异系数GydF4y2Ba

CX：GydF4y2Ba

长兴GydF4y2Ba

衣冠楚楚的:GydF4y2Ba

几天后授粉GydF4y2Ba

DEP3:GydF4y2Ba

密集和直立胰腺3GydF4y2Ba

emmax：GydF4y2Ba

高效的混合模型协会加急GydF4y2Ba

F A：GydF4y2Ba

脂肪酸GydF4y2Ba

GWAS：GydF4y2Ba

基因组协会研究GydF4y2Ba

具有：GydF4y2Ba

小时后播种GydF4y2Ba

jh：GydF4y2Ba

金华GydF4y2Ba

LD:GydF4y2Ba

连锁不平衡GydF4y2Ba

LEC1：GydF4y2Ba

叶状鹅卵石1GydF4y2Ba

MEGAX:GydF4y2Ba

分子进化遗传学分析GydF4y2Ba

NJ：GydF4y2Ba

邻接GydF4y2Ba

PTL：GydF4y2Ba

Patatin-like脂肪酶GydF4y2Ba

qq:GydF4y2Ba

Quantile-quantileGydF4y2Ba

QTL:GydF4y2Ba

数量性状位点GydF4y2Ba

RPKM:GydF4y2Ba

每千票读数读取每百万映射的读数GydF4y2Ba

SDP1：GydF4y2Ba

糖依赖性1GydF4y2Ba

SFAR：GydF4y2Ba

种子脂肪酸减速剂GydF4y2Ba

SNP：GydF4y2Ba

单核苷酸多态性GydF4y2Ba

SOC：GydF4y2Ba

种子含油量GydF4y2Ba

标签：GydF4y2Ba

三酰基甘油GydF4y2Ba

TF：GydF4y2Ba

转录因子GydF4y2Ba

耕作:GydF4y2Ba

靶向基因组中的局部病变GydF4y2Ba

我们感谢朱乐、徐颖、涂梦欣、赵新泽在现场实验和SOC测量中的帮助。GydF4y2Ba

基金资助:国家自然科学基金项目(编号:31961143008、31971817);江苏省现代作物生产协同创新中心。这些资助机构资助了我们的实地实验、数据分析和人员津贴。GydF4y2Ba

隶属关系GydF4y2Ba

1. 2 .浙江大学作物科学研究所，浙江杭州余杭堂路866号，310058GydF4y2Ba

   郝益王，钱王，北龙帕克，陶燕，德智吴玺江GydF4y2Ba

2. 2 .西北农林科技大学农学院，干旱地区作物逆境生物学国家重点实验室，陕西杨凌712100GydF4y2Ba

   明勋陈GydF4y2Ba

3. 金华市农业科学院作物科学研究所，南双龙828，金华321017GydF4y2Ba

   小杨陈GydF4y2Ba

贡献GydF4y2Ba

LJ和HW构思了实验。通过现场实验和数据分析进行HW。QW，HP，TY，MC，XC，DW参与了实验和数据分析。HW和LJ写了稿件。所有作者都已读取并批准了稿件，并确保了这种情况。GydF4y2Ba

相应的作者GydF4y2Ba

对应于GydF4y2Ba吕西江GydF4y2Ba．GydF4y2Ba

伦理批准并同意参与GydF4y2Ba

不适用。GydF4y2Ba

同意出版GydF4y2Ba

不适用。GydF4y2Ba

利益争夺GydF4y2Ba

提交人声明他们没有竞争利益。GydF4y2Ba

出版商的注意GydF4y2Ba

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开放访问GydF4y2Ba本文根据创意公约归因于4.0国际许可证，这允许在任何中或格式中使用，共享，适应，分发和复制，只要您向原始作者和来源提供适当的信贷，提供了一个链接到Creative Commons许可证，并指出是否进行了更改。除非信用额度另有说明，否则本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的创造性公共许可证中，除非信用额度另有说明。如果物品不包含在物品的创造性的公共许可证中，法定规定不允许您的预期用途或超过允许使用，您需要直接从版权所有者获得许可。要查看本许可证的副本，请访问GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/GydF4y2Ba．Creative Commons公共领域奉献豁免（GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/GydF4y2Ba）适用于本文中提供的数据，除非另有用入数据的信用额度。GydF4y2Ba

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