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Les étudiants qui se préparent pour leur dernier semestre dans les entrées B. SC, ou des examens similaires, doivent souvent étudier l'agriculture. Ici vous pouvez télécharger les livres de B. Agriculture au format PDF.

Contenu:
  • Bio de la ferme du projet
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  • Présentation powerpoint sur les fruits
  • livre d'horticulture des terres arides pdf
  • Horticulture des hautes plaines : une histoire
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Bio de la ferme du projet

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Jusqu'à récemment, les études d'identification moléculaire des plantes se limitaient à l'utilisation de marqueurs hautement conservés de plastes et d'autres génomes organellaires, compromettant la résolution dans des clades végétaux très divers. En raison de leurs taux d'évolution plus élevés et de leur paralogie réduite, les gènes nucléaires à faible nombre de copies surmontent cette limitation mais sont difficiles à séquencer avec des méthodes conventionnelles et nécessitent un ADN d'entrée de haute qualité.

L'Aloe vera et ses parents du clade des Alooideae Asphodelaceae, sous-famille des Asphodeloideae, présentent un intérêt économique pour les produits alimentaires et de santé et ont une valeur horticole. Cependant, les problèmes urgents de conservation augmentent le besoin d'un outil d'identification moléculaire pour réglementer le commerce.

Malheureusement, avec une taille de génome moyenne de Nous avons utilisé des données de transcriptome nouvellement générées pour concevoir un panel d'appâts à ARN personnalisé ciblant les gènes nucléaires à faible nombre de copies chez Alooideae. Nous démontrons son efficacité à obtenir des données de séquence à couverture élevée pour les loci cibles sur les plates-formes de séquençage Illumina, y compris des échantillons d'ADN dégradé provenant de spécimens de musée, avec une résolution phylogénétique considérablement améliorée.

Ce protocole de séquençage de capture de cible personnalisé a le potentiel d'indiquer en toute confiance les relations phylogénétiques de l'Aloe vera et des espèces apparentées, ainsi que d'aider les applications d'identification moléculaire. Le séquençage de l'ADN a révolutionné la compréhension de l'arbre de vie grâce à l'utilisation de régions génomiques standardisées, des codes-barres ADN 1 qui peuvent être utilisés pour distinguer les espèces végétales ou les clades.

Un code-barres ADN à deux locus unifié pour les plantes terrestres, comprenant des marqueurs plastidaux matK, rbcL et ribosomiques nucléaires ITS 2, 3 a été sélectionné pour avoir une variation moléculaire suffisante dans les séquences médianes et hautement conservées aux deux extrémités des régions, permettant une récupération cohérente par PCR amorces 4.

Les efforts de séquençage à grande échelle ont abouti à un cadre robuste au niveau de l'ordre et de la famille pour les angiospermes et à un système de classification plus stable 5 , tout en formant une base solide pour les travaux d'identification moléculaire 3.

Il y a deux raisons principales pour un manque de résolution dans ces groupes de plantes : 1 un manque de variations informatives en raison de l'évolution limitée des séquences moléculaires entre les lignées 7 ; et 2 l'ubiquité des événements d'hybridation et d'introgression dans le règne végétal qui ne peuvent pas être retracés dans les gènes chloroplastiques en raison de l'hérédité unipaternelle 6.

Des exemples de ceux-ci sont répartis dans tout l'arbre de vie des angiospermes 8. Par exemple, dans la famille des marguerites Asteraceae - célèbre pour ses taux élevés d'hybridation et avec jusqu'à 33 espèces, la plus grande famille de plantes au monde - les relations intrafamiliales n'ont pas pu être résolues. même avec l'utilisation de 10 marqueurs chloroplastiques 9. Les gènes LCN nucléaires à faible nombre de copies sont des alternatives prometteuses pour les clades de plantes dans lesquelles les codes-barres ADN traditionnels ne peuvent pas être appliqués avec succès.

Le taux d'évolution moléculaire plus élevé par rapport aux génomes organellaires, combiné à de faibles niveaux de paralogie, font des gènes LCN des candidats idéaux pour une phylogénétique améliorée 6 , ainsi qu'une identification moléculaire précise 10 ,Cependant, la complexité des génomes végétaux rend la détection et la récupération de ces gènes compliqué.

L'obtention de gènes LCN à partir de plantes peut donc devenir un effort coûteux, laborieux et frustrant. Le séquençage de capture cible 14 est un moyen rentable d'obtenir de grands ensembles de données nucléaires à partir de plantes en réduisant la taille effective de la bibliothèque génomique, en ne conservant que les séquences ciblées.

Les applications sont nombreuses et ont inclus des programmes de restauration d'espèces 15, des tests de co-infection SARS-Cov-2 16, la découverte de traits 17 et la résolution de groupes taxonomiquement difficiles. La capture hybride en solution avec des sondes ARN 19 permet d'enrichir et d'amplifier des centaines de loci nucléaires pour couverture dans le séquençage à haut débitEn effet, le séquençage par enrichissement de cibles nucléaires a révolutionné la phylogénomique des plantes, allant des applications universelles à l'échelle des angiospermes 27 aux approches d'ordre 28 , de famille 29 , de genre 30 ou même spécifiques d'espèce 31 .

La capture à haut débit rentable de séquences LCN variables a déjà résolu les relations dans plusieurs clades caractérisés par une diversification rapide tels que Asclepia 20, Dioscorea 30, Rubus 32 et CyperusAngiosperm-wide outils de capture de cibles universelles e. De plus, la récupération des gènes à l'aide du panel Angiosperm est généralement médiocre dans les clades Monocot e.

Ici, nous nous concentrons sur le genre de plante à feuilles succulentes Aloe L. Un outil d'identification fiable est nécessaire pour soutenir le commerce international en plein essor dans ce groupe, car le matériel végétal transformé est extrêmement difficile à identifier en l'absence de caractères morphologiques de diagnostic. De plus, les questions permanentes concernant sa systématique doivent être résolues avec un cadre phylogénomique robuste.

L'aloe vera et plusieurs autres espèces, dont certaines sont récoltées dans la nature, sont populaires dans les produits alimentaires et de santé, les cosmétiques et comme plantes ornementales. Cela est dû à la difficulté d'identifier le matériel végétal, en particulier les feuilles qui sont couramment utilisées, et les menaces posées par l'habitat perte et récolte sauvage pour l'horticultureLa réglementation des espèces d'aloès dans le commerce a des implications pour leur conservation ainsi que des opportunités pour répondre à la demande des consommateurs pour les produits dérivés de l'aloès et les plantes ornementales. et les génomes complexes des espèces d'Aloe : les valeurs 1C vont de 8.

Pour cette raison, les gènes LCN seraient également hautement souhaitables pour éviter les problèmes liés aux 12 régions à forte copie attendues abondantes dans le génome 13 tout en fournissant les taux plus élevés nécessaires de variation de séquence moléculaire pour distinguer les espèces d'aloès.

Nous présentons un panel d'appâts à ARN spécifique au clade pour les apparentés d'Aloe vera, les Alooideae, adaptés à l'enrichissement cible des gènes LCN sur la base de séquences de transcriptome nouvellement générées.

Nous avons testé la sensibilité du panel d'appâts personnalisés Aloe sur des échantillons d'ADN provenant de matériel végétal d'âges et de qualités variés représentant 24 espèces, y compris des échantillons fortement dégradés provenant de spécimens d'herbier. Nous avons également testé les limites de la distance taxonomique pour cette méthode en incluant les trois sous-familles d'Asphodelaceae.

Des analyses phylogénétiques ont été utilisées pour évaluer le potentiel de cette approche de capture cible pour récupérer des relations précises entre les espèces par comparaison avec des études phylogénétiques précédentes dans les Alooideae 37. La méthode est prometteuse pour d'importantes applications d'identification moléculaire telles que l'application des lois sur la conservation, la surveillance du commerce et l'assurance qualité. dans l'industrie de l'aloès.

Trois transcriptomes répliqués ont été séquencés pour chacune des quatre espèces Aloe arborescens, Aloe buettneri, Aloe vera et Aloidendron barberae à partir d'extraits d'ARN de haute qualité pour lesquels aucune dégradation n'était visible sur les résultats de TapeStation. La sortie de lecture brute variait de 31, Aloidendron barberae réplique 1 à 50,, paires de lecture Aloe vera réplique 2, avec une moyenne de 35,, Une moyenne deChaque réplique a été assemblée séparément avec une moyenne de, transcrits Tableau S1.

Pour chaque espèce, le réplicat avec le plus grand nombre de transcrits a été sélectionné pour la sélection des loci LCN. Au total, seules les régions exoniques des gènes nucléaires putatifs à copie unique à faible ont été identifiées à l'aide de MarkerMiner 47 sur la base d'une liste de gènes d'état à copie unique à l'échelle des angiospermes 48 , avec des limites intron-exon putatives indiquées par l'alignement avec le génome d'Oryza sativa, dont ont été détectés dans les quatre espèces.

Six loci supplémentaires n'étaient absents que dans le transcriptome d'Aloidendron barberae, dont deux répondaient à nos critères de filtrage décrits ci-dessus, portant le nombre total de loci à. étape, avec une moyenne de 2,, lectures filtrées par la qualité par échantillon.

Stratégies de mise en commun légèrement différentes et plate-forme de séquençage différente Illumina HiSeq, extrémité appariée pb, Macrogen Inc. Le pourcentage de lectures sur la cible variait de 4. des échantillons hors groupe, entre trois loci 2, 31 et avaient des estimations de couverture de lecture moyenne particulièrement élevées e. Dans les loci 2 et 31, un nombre élevé de lectures mappées sur une région du gène causé par une séquence répétitive dans l'une des séquences de référence identifiées par visualisation dans Tablet.

Pour le locus 2, c'est la région de 1,—1, pb dans la référence Aloe vera, et pour le locus 31 c'est la région de — chez Aloidendron barberae. Dans le locus 2, l'élément répétitif est principalement limité à un seul clade comprenant l'Aloe vera. Entre les échantillons d'aloès restants, les différences de récupération cible étaient minimes, allant de Pour le genre apparenté Aloiampelos, les séquences ont été récupérées pour tous les loci et Heatmap indiquant le succès de récupération de gène par gène dans chaque échantillon, la couleur de l'échelle indique le taux de réussite.

La longueur de séquence maximale moyenne récupérée par rapport à la référence was La visualisation de l'alignement a révélé deux grands domaines dans ce gène qui manquaient dans presque tous les échantillons enrichis, ce qui peut être attribué à un manque d'appâts couvrant ces régions. Pour les taxons de l'exogroupe, le taux de récupération était plus faible, allant de Hemerocallis avait le plus petit nombre de gènes récupérés, tableau 1, alors que Xanthorrhoea et Bulbine manquaient tous les deux de six loci, bien que différents.

Un total de quinze loci dans notre panneau d'appâts personnalisés Aloe se chevauchent avec le panneau d'appâts universels Angiosperms 27 et un total de 27 avec l'outil Angiosperm V1 34, tableau S2. Quatre de ces loci ont été trouvés dans les trois outils. Tous les loci cibles d'Aloe étaient plus longs que les loci cibles dans les deux panels universels. Le panel d'appâts Aloe vise un surplus total de 7, bases par rapport au panel Angiospermes pour les loci chevauchants, soit des bases en moyenne par locus.

Les taux globaux de récupération de gènes pour les loci qui se chevauchent étaient supérieurs en utilisant le panel d'appâts Aloe dans tous les taxons comparés, y compris l'exogroupe. Pour les loci qui se chevauchent, le panel d'appâts Aloe a surpassé le panel Angiosperms d'un facteur de deux pour les taxons de l'endogroupe Aloe marlothii. dans tous les taxons de l'endogroupe à l'aide du panel Angiospermes, tandis que la récupération complète a été obtenue avec le panel d'appâts Aloe.

Le taux de récupération avec le panel d'appâts Aloe diminuait avec la distance taxonomique, pour Le panel d'appâts Aloe a surpassé le panel Angiospermes pour Bulbine frutescens dans la récupération globale des gènes Pour trois loci différents se chevauchant 79, et dans le panel d'appâts Aloe ; , et chez les Angiospermes , la récupération était meilleure avec le panel Angiospermes dans au moins un des taxons de l'exogroupe qu'avec le panel d'appâts Aloe Tableau S4.

La supermatrice des alignements concaténés, qui comprenait des séquences de référence des quatre transcriptomes et des séquences des taxons externes, se composait de , bases, dont , restaient après le nettoyage de l'alignement. La longueur de séquence par marqueur variait de trnL intron à 1, bases matK dans l'ensemble de données de marqueur traditionnel et de locus à 57 bases dans l'ensemble de données LCN. L'ensemble de données total pour les marqueurs traditionnels comprenait une supermatrice concaténée de 4, bases après nettoyage de l'alignement 6, pré-nettoyage par rapport à , bases , pré-nettoyage dans l'ensemble de données LCN.

L'estimation phylogénétique à l'aide des deux ensembles de données a produit des topologies différentes. Fig. Les deux topologies ont récupéré Bulbine en tant que sœur d'Aloidendron, d'Aloiampelos et d'Aloe. Seules trois relations sœurs sur huit au sein d'Aloe étaient entièrement prises en charge par l'ensemble de données traditionnel, tandis que l'ensemble de données LCN les a toutes prises en charge. Tanglegram de cophylogénie montrant des arbres à maximum de vraisemblance estimés avec IQTree à partir de loci nucléaires à faible nombre de copies générés dans cette étude A et à partir de marqueurs traditionnels B.

Les camemberts indiquent le support de nœud noir calculé avec des réplicats d'analyse bootstrap. Les lignes entre les deux phylogénies relient les pointes appartenant au même taxon pour indiquer la dissemblance entre les topologies. Les espèces utilisées commercialement sont étiquetées en vert dans les deux topologies pour mettre en évidence les changements dans les relations. Cela a entraîné le rejet d'un arbre génétique pour le locus 75 car l'arbre élagué résultant ne comprenait qu'un quatuor non résolu.

Les arbres génétiques élagués restants ont été résumés en un arbre d'espèces. Vingt-sept loci ont été identifiés comme paralogues potentiels dans au moins un échantillon par le script d'avertissement de paralogue dans HybPiper et sept loci supplémentaires ont été identifiés par inspection manuelle des alignements.

La paralogie a été confirmée dans 12 loci par inspection visuelle des arbres de gènes non enracinés générés dans SplitsTree, figure S6. Une analyse distincte effectuée avec les loci paralogues confirmés supprimés des loci a entraîné un seul changement dans la topologie concernant la relation sœur de A. Pour un nœud particulier séparant A. Un score de quatuor normalisé de 0. Récupération constamment élevée des gènes LCN avec la coutume Aloe Le panel d'appâts de capture cible fait progresser les possibilités d'identification moléculaire et ses applications dans le commerce et la conservation de l'Aloe vera et des espèces apparentées.

Il s'agit de la première approche personnalisée pour séquencer uniquement les gènes LCN dans l'Aloe 49 et surmonte les défis des génomes nucléaires variables, grands et complexes rencontrés dans ce groupe 38. malgré de grands volumes de données ont eu un succès phylogénétique limité


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Commentaires:

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