《两个菠菜野生种高质量基因组序列发布》

  • 来源专题:生物育种
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2024-05-22
  •     近日,国际期刊《新植物学家》(New Phytologist)在线发表了两个高质量的菠菜野生种基因组序列。这项研究由中国农业科学院蔬菜花卉研究所菠菜遗传育种课题组钱伟团队完成,揭示了菠菜的染色体结构,并解析其重要的驯化性状。该研究为进一步利用菠菜野生资源、培育优质菠菜品种具有重要意义。两个菠菜野生种。a为Spinacia tetrandra。b为Spinacia turkestanica。白色框内表示菠菜雄蕊。中国农科院蔬菜所供图菠菜起源于波斯(今伊朗),又名波斯草,赤根菜,于唐代作为尼泊尔的贡品传入我国。菠菜有两种不同类型的野生种,S. turkestanica和S. tetrandra。野生材料往往具有较强的适应性和抗逆境能力,因此是作物遗传改良的重要资源。而菠菜的两种野生型基因组信息尚不清楚,阻碍了菠菜野生种的进一步利用。因此,解析菠菜野生种基因组序列,挖掘重要的驯化性状相关基因,对培育优质菠菜品种奠定基础。该研究从头组装了两个高质量的菠菜野生种基因组序列,并解析其基因组近着丝粒区域特征。证实了S. turkestanica野生种为栽培种的直接祖先,二者大约在0.8百万年前分化;而S. tetrandra与其分化的时间更久,大约在6.3百万年前。此外,研究发现栽培种的抗霜霉病位点由野生种渐渗而来;同时,挖掘出大量驯化相关的基因,其主要与光周期、抗逆、抗病等相关。该研究对进一步利用菠菜野生资源,培育优质菠菜品种具有理论指导作用。中国农业科学院蔬菜花卉研究所助理研究员折红兵、研究员刘志远为共同第一作者;中国农业科学院蔬菜花卉研究所研究员钱伟、程锋以及英国爱丁堡大学教授Deborah Charlesworth为共同通讯作者。研究得到了蔬菜生物育种全国重点实验室、中国农业科学院科技创新工程项目以及现代农业产业技术体系项目的资助。相关论文信息:https://doi.org/10.1111/nph.19799
  • 原文来源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/5/522453.shtm
相关报告
  • 《遗传所发布高质量中国大豆基因组》

    • 来源专题:生物科技领域知识集成服务
    • 编译者:陈方
    • 发布时间:2020-09-10
    • 中国科学院遗传与发育生物学研究所田志喜课题组联合中国科学技术大学马世嵩课题组、江苏省农业科学院种质资源与生物技术研究所杜建厂课题组和北京贝瑞和康生物技术有限公司共同完成并发布国审大豆品种“中黄13”的高质量基因组序列及其注释信息,为大豆基础研究提供了非常重要的资源。相关研究成果于2018年7月27日以封面文章形式在线发表于《中国科学:生命科学》英文版。 大豆是重要的粮食经济作物,为人类提供主要的油料和蛋白资源。目前,广泛采用的大豆参考基因组来源于一个美国品种Williams 82。该单一品种的基因组并不能完全代表所有大豆的遗传变异,特别是和美国地理距离遥远具有明显遗传变异的亚洲品种。另外,在功能研究中发现该基因组存在多处组装错误,影响了功能基因的定位挖掘。因此,国内大豆研究者迫切需要一个针对国产大豆品种的高质量基因组。 该研究团队结合单分子实时测序(SMRT)、单分子光学图谱(optical mapping)和高通量染色体构象捕获技术(Hi-C),对国审品种“中黄13”的基因组进行从头组装,最终得到1.025 Gb的基因组序列(Gmax_ZH13),包含20条染色体和1条叶绿体。该基因组contig N50为3.46 Mb,scaffold N50 为51.87 Mb,是目前连续性最好的植物基因组之一。进一步分析表明,Gmax_ZH13与Williams 82基因组之间存在着大量的遗传变异。此外,团队整合大量转录组数据为Gmax_ZH13基因组注释基因构建了一个完整的基因共表达网络,为重要农艺性状基因的挖掘提供了新的思路。Gmax_ZH13基因组的发布为大豆基础研究提供了非常重要的资源,为国产优异大豆品种的培育奠定了坚实的基础。 丁陈君 摘编自http://www.ebiotrade.com/newsf/2018-8/201889164020173.htm 原文标题:高质量中国大豆基因组发布!助力大豆重要农艺性状调控基因挖掘
  • 《全球首张榨菜高质量基因组图谱问世》

    • 来源专题:转基因生物新品种培育
    • 编译者:dingqian
    • 发布时间:2016-09-13
    • 9月6日,《自然-遗传》(Nature Genetics)杂志在线发表了浙江大学农业与生物技术学院园艺系教授张明方团队的最新研究成果,课题组通过高通量测序技术,绘制了世界上第一张榨菜全基因组图谱,并从基因组选择与进化层面解答了榨菜“家乡味”的成因,这一进展将对芥菜类蔬菜作物的改良产生重要意义。 菜用芥菜是我国重要的加工蔬菜,榨菜和雪里蕻、大头菜等都属于不同的变种,它们在浙江、四川、重庆等南方许多省市广泛栽培。通过全基因组分析,课题组找到了两组同源基因序列,“其中一组与硫代葡糖糖苷代谢有关,它们发生了差异化进化,这就是为什么我们有的榨菜闻起来香,有的香味不明显。另外一组则与油脂代谢有关,决定着油用芥菜的产油量和油脂的组分。” 据论文第一作者杨景华副教授介绍,多倍化是植物进化中的普遍现象。半个世纪以来,众多学者以小麦、棉花、油菜等为模式作物,对复杂基因组组装和同源基因表达进行了广泛研究,但尚未揭示多倍体物种中同源基因表达与选择的机制。这种机制,终于通过我国的“乡土”作物榨菜得到了揭示:异源多倍体芥菜亚基因组间呈非对称进化,亚基因组间同源基因中具有显著表达差异的基因表现出更快的进化速率,这些基因在菜用和油用芥菜分化中受到选择。 张明方认为,榨菜全基因组信息的解析不但可以推动芥菜类蔬菜作物分子育种的进程,同时,还能以从理论上预测重要农业性状的选择,推动对基因组育种的认识和应用。“我们将进一步寻找植物性状与基因序列之间对应的关系,将来,我们就可以在实验室里精准地进行分子设计育种,加速新品种选育的进程。” “例如,田间的榨菜有的抗病能力强,有的则很容易遭到病害,我们会试图找到决定抗病能力的基因,通过分子育种的方式对作物进行改良。”杨景华说,“课题组还试图通过找到控制榨菜膨大部位的基因,来‘设计’膨大部位所在的高度,以便于机械化采收。” 《自然-遗传》的外审专家认为,“这些亚基因组间具有表达差异的同源基因对多倍体演化起着重要作用,可用于作物改良的目标基因的选择。”