中國科學(xué)家Nature子刊發(fā)布新基因組圖譜
日期:2015-10-21 08:53:55
來自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中科院上海生命科學(xué)研究院的研究人員報(bào)告稱,他們通過測(cè)序705個(gè)不同的芝麻品種構(gòu)建出了一張芝麻基因組單體型圖譜,獲得了與芝麻油產(chǎn)量和質(zhì)量相關(guān)的一些遺傳發(fā)現(xiàn)。這項(xiàng)研究發(fā)布在10月19日的《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料所芝麻創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家張秀榮(Xiurong Zhang)以及中科院上海生命科學(xué)研究院的Xuehui Huang是這篇論文的共同通訊作者。
人類依賴于含有豐富淀粉、油脂和蛋白質(zhì)的農(nóng)作物來獲得食物及飼料。在禾本科植物中,許多禾谷類作物(如玉米、小麥、水稻、大麥和高粱)都成功地接受了馴化,可生成大量富含淀粉的谷物種子。當(dāng)前用來獲取種子油的種植油料作物大多為雙子葉植物,包括油菜籽、花生、大豆、向日葵和芝麻等。盡管全球?qū)τ谥参镉偷男枨笤诓粩嗌仙啾群坦阮愖魑铮土献魑锏倪z傳調(diào)查相對(duì)有限。
在這些油料作物中,芝麻含油量高(種子中約為55%)且具有一個(gè)小的二倍體基因(~350 Mb),使得它成為了一個(gè)有吸引力的遺傳研究物種。人們認(rèn)為芝麻油有益健康,因此它在許多國家都非常受歡迎。作為最古老的作物之一,芝麻廣泛種植于許多熱帶和亞熱帶地區(qū)。在長期的自然和人工選擇下加上廣泛的地理分布,芝麻具有大量不同的物種,有可能是遺傳調(diào)查和育種重要的資源。
在這篇文章中,研究人員通過測(cè)序705個(gè)不同的芝麻品種構(gòu)建出了一張芝麻基因組單體型圖譜,并從頭組裝了兩個(gè)代表性的品種鑒別出了一些序列變異。他們調(diào)查了4種環(huán)境中的56個(gè)農(nóng)藝性狀,鑒別出了549個(gè)相關(guān)位點(diǎn)。調(diào)查主要位點(diǎn)鑒別出了46個(gè)候選致病基因,其中一些基因與油量、脂肪酸生物合成及產(chǎn)量有關(guān)。幾個(gè)決定油量的候選基因編碼了與油代謝相關(guān)的酶。在種皮中兩個(gè)與木質(zhì)化和黑色素沉著相關(guān)的主要基因也與油量的大幅度變化相關(guān)。
這些研究結(jié)果為育種及改良廣泛的油料作物指出了一些新策略。