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《高质量参考基因组揭示菟丝子寄生习性演化》

  • 来源专题：中国科学院亮点监测
  • 编译者： liuzh
  • 发布时间：2018-09-10

  • 　　寄生植物独特的起源、演化和特殊生理生态长期以来吸引着众多研究者的目光。中国科学院昆明植物研究所研究人员以南方菟丝子为对象，通过全基因组和转录组测序，最新获得了首个寄生植物高质量参考基因组。研究结果已在线发表于《自然通讯》杂志。

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相关报告

  • 《向日葵基因组揭示其有关产油与开花的基因组配》
    • 来源专题：农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者：潘淑春
    • 发布时间：2017-11-28
    • 据法国国家农业科学院报道，2016年6月，在法国投资的未来计划（Future Programme）中的“日出”项目（SUNRISE project）框架下，由法国国家农业科学院（French National Institute for Agricultural Research, INRA）的科学家和国际向日葵基因组联盟（International Sunflower Genome Consortium）合作进行了向日葵全基因解码研究。2015年，INRA奥克西塔尼-图卢兹的研究院团队在奥克西塔尼—比利牛斯地区—地中海地区的企业合作伙伴Sofiprotéol和Libragen公司的支持下，利用图卢兹Génopole的GeT-PlaGe平台，使用PacBio RS II 测序仪，成功解码了向日葵基因组。 向日葵基因组解码不到一年，针对基因组的深入分析就揭示了上百个共同作用于向日葵开花的基因，及与产油相关的基因。这些初步的研究结果将有利于日后开发向日葵改良品种，能够在面对新的环境挑战，特别是气候变化挑战中，更好地适应农业领域不可避免的变化。该项研究成果于2017年5月22日发表在《自然》（Nature）网络版期刊上。 一、新型改良葵花油 历史上，培植的向日葵有两种：一种是北美土著民族对野生向日葵品种的本地化培植，另一种是将最高产的品种进行杂交选育。目的是改善向日葵品种的有关农艺性状，例如抗病性和产油量。向日葵的相关基因解码后，科学家们能够更准确地定位其农艺性状，定位速度比之前提高了三倍。 科学家们选取了80种向日葵品种的DNA进行了对比，重点是分析他们的含油率和食用葵花籽的生产能力。通过差异性对比分析和基础数据比对，研究人员构建了一个与产油量相关的完整基因网络全景图，同时在农艺性状方面也可辨认出潜力最大的基因品种。该研究成果不仅能满足消费者对葵花油营养质量的需求，还能满足农业食品产业的需求，在技术潜力开发方面也有利于建立更加可持续、更高效的产业链。 二、开花期是作物适应不同气候环境的关键 INRA的科学家发现向日葵基因组与其他同属菊科的作物如生菜和洋蓟的基因组不同，向日葵基因组的数量在约3亿年前就翻了一倍。该“近期的”翻倍现象可说明为何现在的向日葵基因数量（52,000多个）如此庞大。尽管如此，研究人员还是成功确认出了哪些基因主要与花的器官相关，并决定花期。了解这些基因在基因组内部如何进行组织才能加速向日葵品种改良的进程。这样，农民也可获得更多早期开花的品种，使更多地区能够种植向日葵。 三、基因组是作物适应气候变化、对抗疾病的工具 在主要的作物中，向日葵是投入最少、需水量最少的作物。在全球变暖、侵蚀性害虫越来越多的情况下，为了利用向日葵的上述优势，研究人员要研究可抗严重干旱的野生向日葵品种基因，并能抵御向日葵生长区域的寄生虫，进而利用这些基因改良培育新品种。 在面对新的环境挑战尤其是气候变化中，这些通过基因组解码得到的初步结果将有利于向日葵品种改良，更好地适应农业领域不可避免的变化。这些新品种将满足食物和产业需求，同时也可应对农业所面临的经济挑战。 （编译 潘淑春）
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  • 《大麦泛基因组揭示了突变育种的隐藏遗产》
    • 来源专题：转基因生物新品种培育
    • 编译者：王晶静
    • 发布时间：2021-03-17
    • 遗传多样性是作物改良的关键。由于普遍存在的基因组结构变异，单一的参考基因组无法捕获作物物种的完整序列多样性信息(称为“泛基因组”)。多个高质量的序列组装是泛基因组基础设施不可或缺的组成部分。大麦(Hordeum vulgare L.)是一种重要的谷类作物，栽培历史悠久，可适应多种农业气候条件。文中，作者报道了具有全球大麦多样性代表的20种大麦（包括地方品种、栽培品种和野生大麦）基因型的染色体规模序列组装。研究人员对基因组存在/不存在变体进行了分类，并探索了通过300个基因库种质的全基因组霰弹枪测序对结构变体进行定量遗传分析的方法。作者发现了丰富倒位多态性，并详细分析了当前优质大麦种质中经常发现的两个倒位。一种可能是突变育种的产物，另一种可能与涉及地理范围扩展的基因座紧密相关。该大麦泛基因组使得以前未知的遗传变异可用于遗传研究和育种。
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