玉米的多样性是现代杂种优势模式与杂交育种的基础,现有超过50个玉米栽培种通常可以归为五大类:硬质玉米、马齿玉米、粉质玉米、爆裂玉米和甜玉米。在历史上,美国农民通过利用玉米的这种变异特性,基于马齿和硬质玉米种质混合池建立了现今高产的玉米带自交系。
德国慕尼黑工业大学与亥姆霍兹中心合作于2020年7月27日发表在Nature Genetics上的研究论文,以4个欧洲硬粒型玉米品种(F7、EP1、DK105、PE0075)为材料,组装了4个高质量的硬粒型玉米参考基因组,大小2.2~2.5Gb,N50范围为6.1~10.4Mb,共注释了46200~48000个基因,并且有43700~45900个基因(每个品种占所有基因的94.7%~98%)至少在另一个品种中具有直系同源或最佳匹配。通过与两个美国玉米带株系马齿型玉米B73和PH207的基因组进行了基因组比较分析及全基因组比对(whole-genome alignments,WGAs)分析,结果发现两种不同种质之间的泛基因组差异并划定了核心基因组和非必需基因组。通过荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)分析了基因组的异染色质纽,发现其位置和强度在马齿型与硬粒型之间具有明显的不同,并且与异染色质钮周围的基因具有低表达的趋势。同时研究人员利用上述6个玉米品种并结合已发表的Mo17和W22种质资源的参考基因组进行了长末端重复序列反转录转座子的比较分析揭示了玉米基因组在不同种质资源间的动态变化。该研究所报道的硬质玉米高质量基因组补充了现有的玉米泛基因组数据库,为从基因组层面的玉米改良研究以及现代杂交育种提供了重要的工具。
宋琪 编译自https://www.nature.com/articles/s41588-020-0671-9
原文标题:European maize genomes highlight intraspecies variation in repeat and gene content