作者:Xingquan Zeng 来源:《PNAS》 发布时间:2015/1/19 9:41:00
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科学家绘制全球首个青稞基因组图谱

 

青稞即种植在青藏高原的裸大麦,为大麦的一个变种,藏语中称为“乃”,是青藏高原农牧民的主要食粮和牲畜饲料。在青藏高原长期的自然选择和人工驯化下,形成了对高原复杂地理、气候环境良好的适应性,是作物改良的重要遗传资源。

中国科学院成都生物研究所与西藏农牧科学院、华大基因共同绘制了青稞基因组草图。利用基因组鸟枪法,对青稞地方品种“拉萨钩芒”进行了深度测序,发现青稞基因组大小为4.5Gb左右,其中80%以上为重复序列。组装获得约3.89Gb基因组序列,占整个基因组的87%。共预测出36,151编码蛋白基因,并将其中近94%的基因锚定到了7条染色体上。

从基因组水平将青稞与六倍体普通小麦(Triticum aestivum)、二倍体节节麦(Aegilops tauschii)、乌拉尔图小麦(T. urartu)、水稻、高粱、玉米等禾本科重要粮食作物(或其祖先种)进行了深入的比较分析,构建了系统进化树,分析了基因组复制、共线性关系以及基因家族的扩张等基因组进化特征。

进一步对来自青藏高原的5份野生大麦和5份栽培品种进行了重测序,发现大量SNP位点和插入缺失突变。通过与已报道的非高原大麦基因组序列(由国际大麦基因组测序协作组完成)进行比较发现,青藏高原野生大麦与该地区栽培品种亲缘关系更近,进一步证实西藏是栽培大麦的驯化中心之一。此外,高原大麦基因组中植物激素信号转导、植物与病原物互作、次生代谢合成等大量与环境胁迫适应性相关的基因受到显著选择,这可能是青稞适应高原环境胁迫的重要原因。

这是继小麦祖先供体种(A、D组)、大麦基因组物理图、国际小麦家族基因组研究工作之后,小麦族基因组学研究又一里程碑式进展,给未来麦类作物基因发掘、重要性状分子模块解析、品种改良以及其他高原作物的研究提供了宝贵的参考资料。

成都生物所余懋群课题组作为核心成员参加了该项目的研究。该结果最新在线发表于Proceedings of the National Academy of Sciences(X. Zeng,H.Long et al., 2015, January 12, 2015 )。(来源:中科院成都生物所)

 
 
 
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