作者:张文静 来源:中国科学报 发布时间:2021/4/13 19:57:17
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科学家揭示生菜驯化历程及相关遗传性状

 

深圳华大生命科学研究院与荷兰遗传资源中心等多家单位合作,对囊括了所有生菜栽培类型及主要野生近缘种的全球445份生菜种质资源展开全基因组重测序工作,全面揭示了栽培生菜的完整驯化进程,并对种质资源结构、重要农艺性状和抗病基因来源进行了探索研究,为生菜育种提供了丰富的数字化资源。该研究成果4月13日在线发表于《自然—遗传学》。

生菜的起源及栽培驯化过程,因缺乏系统的研究证据至今尚未明晰。该研究团队通过系统进化分析发现,所有生菜样品在进化树上聚为一支,揭示了栽培生菜从野莴苣中来的单一起源。通过主成分分析和群体结构解析,该研究团队推断,栽培生菜可能起源于高加索地区、两河流域。通过有效群体大小分析发现,栽培生菜和野莴苣在距今1万年时均经历了种群收缩,这可能是由环境剧烈变化所致。从公元前4000年左右,栽培生菜有效群体大小出现了更为剧烈的下降,标志着生菜正在经历人工驯化。在被人类驯化之后,生菜先传播到古埃及并逐渐驯化为如今的油用生菜,又在古罗马时代传到南欧地区,与当地的野莴苣杂交之后,开始作为叶用生菜种植食用。

生菜的起源及栽培驯化过程(深圳华大生命科学研究院供图).jpg

生菜的起源及栽培驯化过程 深圳华大生命科学研究院供图

栽培生菜有很多所谓的“驯化综合症”,如叶片全缘、缺少叶刺、无法散种等。该研究通过全基因组关联分析,对重要的驯化和农艺性状相关基因进行了精细定位。利用关联区域变异进行系统进化分析发现,栽培生菜中散种的丢失可能是发生在生菜驯化的早期事件。而全缘叶这一性状很可能来自南欧地区的野莴苣。

叶用生菜在种植期间,易受各种病虫害侵扰,其中由莴苣盘梗霉导致的霜霉病最为严重,因此从野莴苣中鉴定霜霉病抗病基因一直是生菜育种中的重要内容。本研究利用霜霉病小种抗性调查数据开展全基因组关联分析,发现栽培生菜的抗性位点通常位于单一抗病基因簇,而野莴苣的抗性基因座位则分布在不同染色体上,这表明利用野莴苣开展抗病育种有非常大的价值。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41588-021-00831-0

 
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