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首个野生大麦基因组草图的绘制
日期:2019-08-19 作者:未知 来源:植物生物技术 点击:
     大麦(Hordeum vulgare L.)是世界上最重要的粮食作物之一,野生大(Hordeum spontaneum)是栽培大麦的祖先种,含有大量与抗病和耐逆等相关的有益基因,在大麦进化与驯化以及遗传育种等领域具有重要的研究和应用价值。
    对野生大麦基因组的解读可以更清楚的了解大麦的驯化史,有利于挖掘优异等位基因,最终应用于栽培大麦的品种改良。
    2019 年 7 月 17 日 Plant Biotechnology Journal 在线发表了澳大利亚联邦科学院(CSIRO)Liu Chunji 研究团队与中科院国家基因研究中心韩斌院士研究组合作的题为“The draft genome of a wild barley genotype reveals its enrichment in genes related to biotic and abiotic stresses compared to cultivated barley”的研究论文,该研究首次完成了野生大麦高质量参考基因组草图解析,为挖掘野生大麦特有的遗传信息提供了重要工具。
    本研究选取野生大麦“AWCS276”为研究对象,利用二代基因组鸟枪法进行深度测序,发现野生大麦基因组大小为 4.60Gb 左右,其中 77.8%为重复序列,组装获得约 4.28 Gb 基因组序列,占整个基因组的 93%。利用基因组和转录组数据共预测出36,395 个编码蛋白基因。BUSCO 分析表明该基因组组装完整度高达95.3%。本研究通过对 LTRs 插入时间的分析发现,野生大麦和栽培大麦在大约在1 百万年前开始分化,与前人的结论一致。
    通过与栽培大麦“Morex”参考基因组的对比分析表明,野生大麦和栽培大麦的基因共线性很高(图 1)。同时,该研究还证实了相对于栽培大麦,野生大麦中含有更多与生物和非生物胁迫抗性相关的基因,特异基因分析也表明野生大麦中的特有基因多参与抗病和防御等路径(图 2)。此外,在野生大麦的 3H 和 5H 染色体近着丝粒区域发现了较高的遗传变异,这可能与驯化相关。
    该项研究得到 CSIRO 项目资助,Liu Chunji 团队的刘淼博士和马燕玲博士、中科院国家基因研究中心韩斌院士研究组李艳助理研究员和赵强研究员为该论文的共同第一作者,CSIRO 高级研究员 Liu Chunji 博士为论文的通讯作者。
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