Current approaches and methods in plant domestication studies



Document title: Current approaches and methods in plant domestication studies
Journal: Botanical Sciences
Database: PERIÓDICA
System number: 000422047
ISSN: 2007-4298
Authors: 1
1
Institutions: 1Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Ecología, Ciudad de México. México
Year:
Season: Jul-Sep
Volumen: 95
Number: 3
Country: México
Language: Inglés
Document type: Revisión bibliográfica
Approach: Descriptivo, aplicado
Spanish abstract Antecedentes: La domesticación es un proceso que ha dejado huellas en los genomas de las especies domesticadas. Anterior al surgimiento de los marcadores moleculares, únicamente se utilizaban atributos fenotípicos para estudiar la domesticación y para seleccionar individuos para el mejoramiento de cultivos. En las últimas décadas, el uso de marcadores moleculares se ha incrementado dramáticamente, y las técnicas de secuenciación masiva han permitido obtener miles, e incluso millones de marcadores Preguntas: El objetivo de esta revisión es brindar una visión general e integrativa de los distintos tipos de datos, enfoques y preguntas que se pueden contestar usando nuevas herramientas de secuenciación.Especies de estudio y descripción de datos: Especies de plantas cultivadas, contrastando datos genéticos con datos genómicos.Resultados: El uso de marcadores moleculares ha incrementado la eficiencia del mejoramiento de cultivos y ha permitido hacer inferencias sobre la historia de la domesticación y los genes involucrados. Se han encontrado algunos patrones en las especies domesticadas: (1) reducción de la diversidad genética, debido a cuellos de botella y selección artificial; (2) frecuentemente, las mutaciones relacionadas al síndrome de domesticación preexistían en poblaciones silvestres; (3) acumulación de alelos deletéreos; (4) flujo genético entre formas cultivadas y silvestres; (5) la convergencia fenotípica comúnmente no resulta de convergencia a nivel molecular. Hay una amplia gama de estrategias que se pueden usar con las herramientas de secuenciación masiva que van desde secuenciar genomas completos, usar enzimas de restricción para reducir la complejidad del genoma, hasta el análisis de transcriptomas y estudios epigenómicos.Conclusiones: Pese a estos avances, aún quedan grandes retos como el análisis de grandes bases de datos; desarrollo de e
English abstract Background: The domestication process has left signatures in the genomes of domesticated species. Before the existence of molecular markers, only phenotypic traits could be used in domestication studies and breeding programs, but these ap-proaches required long time and effort. In the last decades, the use of molecular markers dramatically increased, and the development of massive sequencing tools have enable to obtain thousands or even millions of molecular markers. Questions: The main goal of this review us to bring a general and an integrative perpective of the data, approaches and questions that can be answered using new sequencing tools.Species study and data description: This work focuses on domesticated plants, comparing genetic and genomic data.Results: The use of molecular markers in the last decades has increased the efficiency and accuracy of plant breeding, allowing to access information about domestication history and to identify genes affected by domestication. Some patterns have been identified in domesticated species: (1) genetic diversity reductions due to demographic bottlenecks and artificial selection; (2) frequently, mutations related with domestication syndrome preexisted at low frequency in natural populations; (3) accumulation of deleterious mutation; (4) gene flow between wild and cultivated populations; (5) phenotypic convergence usually do not result from molecular convergence. There are several approaches that can be used in massive sequencing tools: de novo genome sequencing, whole genome resequencing, reduction of genome complexity using restriction enzymes, transcriptome analysis and epigenetic studies.Conclusions: Despite the progress made, enormous challenges remain: storage of large databases; development of fast and accurate methods to evaluate phenotypes; identification of paralogous genes in polyploid species; and the analysis of large and highly di
Disciplines: Agrociencias,
Química
Keyword: Fitotecnia,
Genética,
Bioquímica,
Selección artificial,
Genómica,
Fitomejoramiento,
Marcadores moleculares
Keyword: Crop husbandry,
Genetics,
Biochemistry,
Artificial selection,
Genomics,
Plant breeding,
Molecular markers
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