中国农科院、中科院Nature Genetics基因组研究新成果

2013-06-25 16:16 · veradai

来自中国农业科学院、中国科学院的研究人员,近日绘制出了谷子的基因组单体型图谱,并对其农艺性状进行了全基因组关联研究。谷是目前种植第二广泛的粟类物种,这项研究为提高谷类粮食遗传性状提供了宝贵的资源。相关成果公布在Nature Genetics杂志上。


来自中国农业科学院、中国科学院的研究人员,近日绘制出了谷子(foxtail millet,学名Setaria italica)的基因组单体型图谱,并对其农艺性状进行了全基因组关联研究。谷是目前种植第二广泛的粟类物种,这项研究为提高谷类粮食遗传性状提供了宝贵的资源。相关成果公布在6月23日的《自然遗传学》(Nature Genetics)杂志上。

中科院院士、遗传与发育生物学研究所李家洋(Jiayang Li)研究员,中国农业科学院作物科学研究所刁现民(Xianmin Diao)研究员和中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所韩斌(Bin Han)是这篇论文的共同通讯作者。

谷子是重要的粮食作物之一,脱壳后叫做小米。谷子的老家在中国。它的祖先是我们在野外常见的狗尾草(Setaria viridis)。大约在8000多年前,我国黄河领域就开始种植谷子了。谷子生育期短,适应性广,耐干旱和瘠薄,主要在我国北方地区种植。我国是世界上最大的谷子生产国,占全世界谷子产量的90%以上。

谷子含12.7%蛋白质,7种必需氨基酸含量比其它粮食作物高。此外,还含有维生素和硒、钙、铜、铁、锌、碘、镁等微量元素,对人类健康非常有好处。目前有关谷子高硒、高维生素的研究正逐渐受到人们的重视。但是由于谷子是区域性小杂粮作物,与水稻、小麦、玉米等主要农作物相比,在分子遗传方面的研究起步较晚,研究内容也相对较少。

在这篇文章中,研究人员对于916个不同的谷子品种进行测序,鉴别出了258万个SNPs,并利用80万个常见SNPs构建出了一个谷子基因组单体型图谱。研究人员将谷子的品种按照与早晚期开花时间分为两个分化群体。此外,他们对五种不同环境下的916个不同的谷子品种进行了基因分型,通过全基因组关联研究确定了与47种农艺性状相关的512个基因座。研究人员将一种狗尾草与一种谷子的深度测序基因进行了从头组装(denovo assembly),鉴别出了复杂的种间(interspecies)和种内(intraspecies)变异体。研究人员还鉴别出了36个似乎发生在现代育种过程中的选择性清除(selective sweep)。

这些研究结果为谷子的遗传研究打下了基础,对于遗传改良谷子性状提供了基础资源,对于谷子品种选育具有重要的意义。