——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所聯(lián)合中國科技大學(xué)、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源與生物技術(shù)所、北京貝瑞和康生物技術(shù)有限公司等,對中國國審大豆品種“中黃13”(Gmax_ZH13)的基因組進(jìn)行從頭組裝,最終得到1.025 Gb的基因組序列,包含20條染色體和1條葉綠體。相關(guān)成果近日以封面文章形式在線發(fā)表于《科學(xué)中國—生命科學(xué)》。
大豆起源于中國,古稱“菽”,約在5000年前由其野生種馴化而來,隨后廣泛傳播于世界各地。大豆在引種和改良過程中產(chǎn)生了遺傳瓶頸效應(yīng),使來自不同主產(chǎn)區(qū)的大豆品種間具有顯著的遺傳變異。目前廣泛采用的大豆參考基因組來源于美國品種“Williams 82”。該單一品種的基因組并不能完全代表所有大豆的遺傳變異,特別是和美國地理距離遙遠(yuǎn)具有明顯遺傳變異的亞洲品種。此外,功能研究發(fā)現(xiàn)該基因組存在多處組裝錯(cuò)誤,影響了功能基因的定位挖掘。
合作團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用單分子實(shí)時(shí)測序、單分子光學(xué)圖譜和高通量染色體構(gòu)象捕獲技術(shù),分析得出“中黃13”基因組Contig N50為3.46 Mb,Scaffold N50為51.87 Mb,是目前連續(xù)性最好的植物基因組之一。進(jìn)一步分析,Gmax_ZH13和Williams 82基因組之間存在著大量的遺傳變異,包括1404個(gè)易位事件、161個(gè)倒位事件、1233個(gè)倒位易位事件,以及在Gmax_ZH13中出現(xiàn)的505506個(gè)小插入/缺失和17409個(gè)大插入/缺失。
該研究整合大量轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)為Gmax_ZH13基因注釋基因構(gòu)建了一個(gè)完整的基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò),得到26個(gè)可能控制大豆開花時(shí)間的基因,并利用自然群體遺傳變異和表型差異的關(guān)聯(lián)對其中部分基因進(jìn)行驗(yàn)證,為重要農(nóng)藝性狀基因的挖掘提供了新思路。Gmax_ZH13基因組的發(fā)表為大豆基礎(chǔ)研究提供了重要資源,為國產(chǎn)優(yōu)異大豆品種的培育奠定了基礎(chǔ)。
相關(guān)論文信息:DOI:10.1007/s11427-018-9360-0
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