作者:王昊昊 来源: 中国科学报 发布时间:2023-12-11
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湖南农业大学等
绘制辣椒泛基因组和500份核心种质变异图谱

 

龙福椒。受访者供图

本报讯(记者王昊昊)中国工程院院士、湖南农业大学教授邹学校科研团队联合美国康奈尔大学Boyce Thompson研究所教授费章君团队等,绘制了来自5个驯化辣椒品种及其近缘野生辣椒品种的500个辣椒图泛基因组和基因组变异图谱,为栽培辣椒和野生辣椒物种的群体结构、驯化、种群分化和基因渐渗等提供了见解。相关研究成果近期发表于《自然-通讯》。

辣椒是人类最早栽培的作物之一,包括一年生辣椒、中华辣椒、灌木状辣椒、浆果辣椒和茸毛辣椒等5个驯化物种。

早在公元前7000年左右,辣椒就在中美洲和/或南美洲被驯化。辣椒的驯化被认为发生在多个起源中心独立驯化。然而,此前的大规模辣椒群体研究主要集中在单一的栽培种Capsicum annuumvar.annuum上,这使得辣椒不同栽培种和野生辣椒种之间的系统发育关系、遗传多样性、种群分化等一直都不清楚。

该研究中,团队首先利用PacBio长读测序技术和高通量染色体构象捕获图谱,对来自Annuum、Baccatum和Pubescens分支的3份辣椒材料进行高质量基因组组装,构建泛基因组图谱。在此基础上,对5个驯化种及重要野生祖系和近缘种的500份材料进行基因组重测序,并以泛基因组图谱为参考,构建辣椒的单碱基分辨率变异图谱。

研究鉴定出不同辣椒栽培种之间高度分化的基因组区域,这些区域是不同栽培种在开花时间、特征风味以及对生物和非生物胁迫独特抗性方面出现差异的基础。通过全基因组关联分析,研究者在C.baccatum群体中鉴定到一个与果实形状极显著相关联的位点,并在候选区间内鉴定到一个OVATE基因,该基因可能是导致C.baccatum群体果实形态多样的一个重要基因。

研究以图泛基因组图谱为参考,构建了辣椒的单碱基分辨率变异图谱;利用分子证据厘清了此前未明确的62个物种和9个品种的种质分类,并修正了80个种质的错误分类。

据介绍,该研究提高了业界对辣椒多样性和驯化的认识,为未来的功能研究和辣椒属物种分子育种提供了全面而有价值的基因组资源。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-023-41251-4

《中国科学报》 (2023-12-11 第3版 综合)
 
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