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我国完成小麦A基因组测序和图谱绘制


文章作者:www.orrapin.com 发布时间:2020-01-17 点击:1237



本报记者佘慧敏北京时间5月10日凌晨1点,国际顶级学术刊物《自然》在线发表了一篇关于中国科学家完成小麦a基因组测序和精细作图的研究论文。本研究充分揭示了小麦基因组A的结构和表达特征,对于深入系统地研究小麦植物的结构和功能基因组学,进一步促进栽培小麦的遗传改良具有重要的理论意义和实用价值。本研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室、中国科学院种子创新研究所和遗传与发育研究所基因组分析平台开展。

小麦是世界上最重要的粮食作物,养活了世界40%的人口,提供了人类所需热量和蛋白质的20%。中国是世界上主要的小麦生产国和消费国,常年种植面积约2400万公顷,年产量近1.3亿吨。

生产中广泛种植的普通小麦是由两种天然杂交形成的异源六倍体,含有A、B和D3基因组,约为17Gb,是水稻的40倍。其基因组复杂,85%以上基因组是重复序列;这使得基因组测序研究既困难又缓慢。追溯其来源,乌拉图小麦是普通小麦和其他多倍体小麦基因组的二倍体原始供体。因此,乌拉图小麦在多倍体小麦的进化中起着基础性的核心作用。

研究小组在小麦A基因组初步草图的基础上,通过构建A基因组BAC文库和BAC测序,结合全基因组PacBio测序和最新的物理图谱构建技术,绘制了小麦A基因组7条染色体的分子图谱,并注释了小麦基因组中发现的41,507个蛋白质编码基因。参与春化和开花的再制造转录因子基因显着扩增。

通过与水稻、高粱和矮秆草基因组的比较和共线性分析,研究小组推导出小麦A基因组7条染色体的进化模型,并鉴定出小麦A基因组从二倍体、四倍体到六倍体进化过程中的染色体结构变异。群体遗传学分析表明,新窝岳地区乌拉图小麦可分为3个亚组,其遗传多样性与海拔高度密切相关。实践证明,海拔在乌拉尔图小麦对环境的适应和重要性状的形成中起着重要作用。

小麦基因组测序和精细作图的完成,为国内外研究人员分析小麦基因组进化和驯化提供了高质量的基因组信息和新的视角。注释基因信息将有助于小麦重要农艺性状基因的精细定位、克隆和功能分析,加速栽培小麦的遗传改良和分子设计育种,对提高小麦产业竞争力、确保粮食安全、提高农业质量、提高效率和可持续发展具有重要作用。

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