作者:邱丽娟等 来源:《自然—生物技术》 发布时间:2014/9/16 12:57:09
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一年生野生大豆泛基因组构建完成

 

最近,中国农业科学院作物科学研究所与诺禾致源等单位合作在野生作物资源研究方面取得重大突破,在国际上率先构建和分析了一年生野生大豆的泛基因组,为作物种质资源研究和利用提供了新的方法和启示。该研究成果于2014年9月14日在国际著名学术期刊《自然—生物技术》(Nature Biotechnology)在线发表。

大豆是重要的油料和高蛋白粮饲兼用作物,近年来,我国乃至世界大豆育种难以取得突破性的进展、单产停滞不前,主要原因是目前大豆品种的遗传基础狭窄,匮乏的基因源成为制约栽培大豆育种研究的关键。栽培大豆由其祖先种一年生野生大豆经过人工选择进化而来,其中所蕴藏的优异基因的开发和利用对拓宽现代大豆品种的遗传基础,改良品质,提高对病虫害的抗性及对不良环境与气候变化的适应性具有重要意义。

项目牵头人、中国农科院作科所邱丽娟研究员介绍,我国大豆资源总数居世界首位,其中一年生野生大豆占全世界野生大豆的90%。通过十余年大豆核心种质构建及遗传多样性研究发现,对于高度自交的作物--大豆,一个基因组无法准确代表其物种基因的整体情况。为此,在系统研究基础上,选择7份有代表性的野生大豆进行从头测序和独立组装,构建了野生大豆泛基因组。占48.6%的核心基因反应了野生大豆的生物学特点;51.4%的非核心基因,在生物和非生物逆境相关途径上富集,反应了野生大豆的广泛适应性。利用一套基于全基因组序列比对的结构变异鉴定方法,我们率先在全基因组水平上全面解析了野生和栽培大豆种间遗传变异,特别是在阐明大豆种内/种间结构变异方面取得了突破,发现野生大豆特有、栽培大豆特有及驯化性状建成相关的基因/遗传变异千余个,其中野生大豆特有基因为首次报道。特别是发现野生大豆中生物逆境抗性相关的R(抗病)基因类型远高于栽培大豆,可能是其抵御恶劣生存环境的内在原因之一。此外,还发现一系列重要开花基因(如PHYA,FT和LEAFY等)、与脂肪含量相关的三酰甘油(TAG)合成及蔓生和器官大小(产量相关)等相关的候选基因在野生和栽培大豆间发生了重要遗传变异,为促进栽培大豆的品质、光周期、产量等相关特性改良的基础研究与应用提供了理论依据。

野生大豆泛基因组的构建,为研究大豆的遗传多样性及进化历程提供了新的启示;为解析重要驯化性状、发掘优异基因奠定了基础,为大豆种质资源的保护、开发、利用提供了宝贵的信息资源,为拓宽大豆育成品种遗传基础的分子设计育种、促进大豆新品种培育提供了科技支撑。(来源:科学网 记者黄明明 通讯员卫婓)

 

 
 
 
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