全基因组水平上揭示野生大豆遗传变异特征

2014-09-18 09:50 | 作者: 卫斐 | 标签: 野生大豆遗传变异特征

近日,从中国农业科学院作物科学研究所获悉,该所邱丽娟研究员率领的大豆基因资源研究与利用创新团队在国际上率先构建出一年生野生大豆的泛基因组,为作物野生种质资源保护、基因发掘和育种利用研究提出了新的方法。相关研究成果于9月14日在线发表在国际权威期刊《Nature Biotechnology》。

大豆是重要的油料和高蛋白粮饲兼用作物。近年来,我国乃至世界大豆育种难以取得突破性的进展、单产停滞不前,主要原因是目前大豆品种的遗传基础狭窄。栽培大豆由其祖先种一年生野生大豆经过人工选择进化而来,野生大豆所蕴藏的优异基因的开发和利用对拓宽现代大豆品种的遗传基础,提高对病虫害和各种逆境的抗性具有重要意义。

邱丽娟及其创新团队通过对国内外7份有代表性的野生大豆进行从头测序和独立组装,构建出首个野生大豆泛基因组,在全基因组水平上阐明了大豆种内/种间结构变异(如CNV、PAV)的特点。发掘出野生大豆特有的优异基因,发现野生大豆中生物逆境抗性相关的R(抗病)基因类型远多于栽培大豆,同时栽培大豆驯化过程中一系列重要性状如开花、脂肪合成及产量等相关基因候选基因也发生了变化,为阐明人工选择过程中大豆育成品种的基因变异提供了重要的线索。相对于已发表的栽培大豆基因组(950Mb),野生大豆基因组存在广泛的变异,其中最小的基因组仅889Mb,而最大基因组可达1.12GB;在注释的59,080个基因中,7份野生大豆共有的基因占48.6%,主要富集的是生长发育及其免疫等基因,反应了野生大豆的物种生物学特点;不同野生大豆所特有的基因占51.4%,主要是与生物和非生物逆境相关途径基因,表明野生大豆群体内部存在广泛的遗传变异。本研究为大豆优异基因资源的系统发掘和优质、高抗、广适大豆新品种选育提供了重要信息。

此研究也是该创新团队近年来在《PMB》《New Phytologist》《BMC Genomics》和《PNAS》等刊物上发表多篇研究论文后,又一次在国际知名杂志发表的重要研究成果。(通讯员 卫斐)

文章链接http://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/full/nbt.2979.html

来源:中国农业科学院作物科学研究所

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