2021-04-28 09:04:30
近日，中國熱科院生物所和品資所聯(lián)合福建農(nóng)林大學(xué)、伊利諾伊大學(xué)等13家單位，繪制了木薯栽培品種SC205（華南205）高質(zhì)量參考基因組和單體型基因組圖譜，揭示了等位基因表達(dá)分化規(guī)律及其對木薯重要性狀的影響，以及基因組高雜合的進(jìn)化驅(qū)動力等重要科學(xué)問題，為木薯遺傳改良奠定了重要理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在中科院JCR一區(qū)TOP期刊《Molecular Plant》（IF=12.08）。
木薯單體型基因組進(jìn)化及功能分化
木薯是世界重要的糧食作物和能源作物，為105個國家近10億人口提供碳水化合物來源。木薯基因組（2n = 36）具有高度雜合特征，使其成為研究等位基因分化的良好系統(tǒng)。目前，大多數(shù)參考基因組為單倍型鑲嵌組裝，限制了對基因組中等位基因變異的功能研究和育種利用。該研究針對木薯高雜合性的遺傳基礎(chǔ)及其進(jìn)化驅(qū)動力，依托中國熱科院熱帶生物組學(xué)大數(shù)據(jù)中心平臺，獲得了以下三方面研究結(jié)果：一是利用PacBio單分子測序和Hi-C技術(shù)繪制了木薯栽培品種SC205參考基因組圖譜，Scaffold N50 達(dá)到34.5 Mb，注釋了37923個基因，進(jìn)一步構(gòu)建了18對同源染色體高質(zhì)量單體型基因組圖譜，鑒定了24128個雙等位基因（Bialleles）；二是通過轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)雙等位基因間廣泛發(fā)生表達(dá)不平衡，且淀粉和蔗糖代謝途徑上的雙等位基因表現(xiàn)出顯著的表達(dá)分化；三是等位基因組進(jìn)化分析揭示了基因組快速進(jìn)化可能是木薯高雜合性形成的重要驅(qū)動力，且基因組方向性選擇驅(qū)動等位基因表達(dá)分化。該研究深化了對木薯雙等位基因變異遺傳基礎(chǔ)的理解，為利用雙等位基因創(chuàng)新木薯和其他高雜合作物育種策略提供了新見解。
該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系以及中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)等項(xiàng)目的支持。
論文在線網(wǎng)址：https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(21)00132-5
作者：劉倩 農(nóng)民日報·中國農(nóng)網(wǎng)記者 操戈 鄧衛(wèi)哲
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