中國科研人員揭秘全球首個牧草領域圖形泛基因組
中新社成都3月3日電 (記者 賀劭清)記者3日從(cong) 四川農(nong) 業(ye) 大學獲悉,該校草業(ye) 科技學院黃琳凱教授團隊構建了全球首個(ge) 牧草領域圖形泛基因組——美洲狼尾草圖形泛基因組,並揭示了狼尾草耐熱的分子機製。
這一研究成果於(yu) 北京時間3日以《Pangenomics identifies structural variation associated with heat tolerance in pearl millet》為(wei) 題在國際權威學術期刊《自然遺傳(chuan) 學》(Nature Genetics)在線發表。
美洲狼尾草又名珍珠粟,全球種植麵積約達3100萬(wan) 公頃。在中國,美洲狼尾草是重要的飼草、飼料。在非洲等熱帶幹旱地區,美洲狼尾草是重要的雜糧作物。
2019年,黃琳凱教授團隊首次公布了鴨茅的高質量參考基因組,是中國公布的首個(ge) 牧草參考基因組。隨著研究的深入以及技術的進步,構建高質量的圖形泛基因組成為(wei) 黃琳凱教授團隊的重要目標。
通過聯合國內(nei) 外多家單位,本次研究從(cong) 全球8個(ge) 地區收集的394份美洲狼尾草核心種質中選取10份代表性材料,進行基因組從(cong) 頭組裝,獲得了高質量的基因組組裝序列,結合一個(ge) 已發表的基因組構建了首個(ge) 美洲狼尾草圖形泛基因組。
當前,全球氣候變暖嚴(yan) 重威脅世界糧食安全。解析植物的耐熱機製,從(cong) 而改良植物耐熱性,培育耐高溫的農(nong) 作物是目前重要的育種目標之一。
起源於(yu) 非洲的美洲狼尾草,能夠適應極端高溫的氣候,是研究植物耐熱機製的優(you) 良材料。本次研究通過對水稻、玉米、高粱等多個(ge) 物種進行比較基因組學分析,發現美洲狼尾草中擴張的RWP-RK轉錄因子家族和內(nei) 質網相關(guan) 基因協同參與(yu) 耐熱性調控,挖掘並驗證到關(guan) 鍵結構變異和調控候選基因3個(ge) ,其中基因PMF0G00024.1(RWP-RK)在水稻中過表達也顯著提高了耐熱性,將為(wei) 分子育種提供重要靶點。(完)
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