近日,從中國農業(yè)科學院作物科學研究所獲悉,該所邱麗娟研究員率領的大豆基因資源研究與利用創(chuàng)新團隊在國際上率先構建出一年生野生大豆的泛基因組,為作物野生種質資源保護、基因發(fā)掘和育種利用研究提出了新的方法。相關研究成果于9月14日在線發(fā)表在國際權威期刊《Nature Biotechnology》。
大豆是重要的油料和高蛋白糧飼兼用作物。近年來,我國乃至世界大豆育種難以取得突破性的進展、單產停滯不前,主要原因是目前大豆品種的遺傳基礎狹窄。栽培大豆由其祖先種一年生野生大豆經過人工選擇進化而來,野生大豆所蘊藏的優(yōu)異基因的開發(fā)和利用對拓寬現(xiàn)代大豆品種的遺傳基礎,提高對病蟲害和各種逆境的抗性具有重要意義。
邱麗娟及其創(chuàng)新團隊通過對國內外7份有代表性的野生大豆進行從頭測序和獨立組裝,構建出首個野生大豆泛基因組,在全基因組水平上闡明了大豆種內/種間結構變異(如CNV、PAV)的特點。發(fā)掘出野生大豆特有的優(yōu)異基因,發(fā)現(xiàn)野生大豆中生物逆境抗性相關的R(抗?。┗蝾愋瓦h多于栽培大豆,同時栽培大豆馴化過程中一系列重要性狀如開花、脂肪合成及產量等相關基因候選基因也發(fā)生了變化,為闡明人工選擇過程中大豆育成品種的基因變異提供了重要的線索。相對于已發(fā)表的栽培大豆基因組(950Mb),野生大豆基因組存在廣泛的變異,其中最小的基因組僅889Mb,而最大基因組可達1.12GB;在注釋的59,080個基因中,7份野生大豆共有的基因占48.6%,主要富集的是生長發(fā)育及其免疫等基因,反應了野生大豆的物種生物學特點;不同野生大豆所特有的基因占51.4%,主要是與生物和非生物逆境相關途徑基因,表明野生大豆群體內部存在廣泛的遺傳變異。本研究為大豆優(yōu)異基因資源的系統(tǒng)發(fā)掘和優(yōu)質、高抗、廣適大豆新品種選育提供了重要信息。
此研究也是該創(chuàng)新團隊近年來在《PMB》《New Phytologist》《BMC Genomics》和《PNAS》等刊物上發(fā)表多篇研究論文后,又一次在國際知名雜志發(fā)表的重要研究成果。(通訊員 衛(wèi)斐)
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