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全球首个青稞基因组图谱正式发布铃子香属


2020年01月08日

图:青稞

早在去年初,西藏自治区农牧科学院与华大科技近日透露,继全球首个大麦基因绘制成功后不久,他们率先在世界上完成青稞基因组图谱的绘制。该项科研成果将为深入揭示西藏青稞起源、驯化及栽培选育过程等提供坚实的遗传学基础。近日,全球首个青稞基因组图谱正式绘制成功,这是继小麦基因组(A,D)、大麦基因组物理图,国际小麦家族基因组研究工作的又一个里程碑式的进步,给未来麦类作物的改良以及其他高原作物的研究工作提供了宝贵的参考资料。为揭示青稞的高原适应性机制,解读其起源、驯化及栽培选育过程,西藏自治区农牧科学院、西藏自治区大麦和牦牛培育重点实验室、中国科学院、深圳华大基因研究院、华大科技等在内的众多研究单位,于2012年正式启动了青稞基因组研究合作项目。据了解,该研究对青稞的西藏地方品种La?saGoumang进行了全基因组测序及图谱绘制,采用全基因组鸟枪法测序,对西藏的地方品种青稞LasaGoumang进行了全方位解读。据估计,青稞基因组大小约为4.5Gb,本次研究所构建的青稞基因组图谱大小为3.89Gb,共占青稞基因组的87%,包含了39197个蛋白编码基因。随后,研究人员将青稞基因组和其他的禾本科作物基因组进行了比对,结果发现青稞约于1700万年前从粗山羊草(小麦D),乌拉尔图小麦(小麦A)以及冬小麦中分离出来。研究人员进一步分析发现,现代青稞基因组中仍然有大量的序列同粗山羊草(小麦D),乌拉尔图小麦(小麦A)和短柄二叶草相似,其相似基因家庭数目高达18849个。研究人员又进一步对青稞的高原适应性和人工选择情况进行了研究。通过对10株野生和栽培青稞品种的重测序,研究人员发现,野生青稞品种的SNP数目是栽培青稞的2倍,这说明人工选育过程给青稞品种带来了基因瓶颈。而对于人们最感兴趣的青稞的高原适应性机制问题,研究人员也做了专门研究,并发现了一系列在青稞品种中发生正向选择的基因家族。如调节转录过程的基因家族,激活转录因子的基因家庭,防御反应相关的基因家庭等都得到了大量扩张,这些基因家族的扩张使得青稞在面对恶劣环境时具有更大的调节弹性,从而具有更好的适应性。

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