Nature Commun. | 405份蓖麻材料重測序，農(nóng)業(yè)基因組所揭示蓖麻重要農(nóng)業(yè)性狀基因
目前Next Generation Sequencing 成本降低，基于基因組重測序的分析方法逐漸完善，現(xiàn)已有多種作物進(jìn)行了基于全基因組重測序進(jìn)行馴化位點(diǎn)，農(nóng)業(yè)性狀關(guān)聯(lián)基因組位點(diǎn)的研究。如棉花基因組重測序的兩篇文章中（Lei Fang et. al, 2017；Zhiying Ma et. al, 2018）發(fā)現(xiàn)了了野生棉花品種到馴化品種中產(chǎn)量性狀相關(guān)的位點(diǎn)和馴化品種到栽培種過程中受到選擇的質(zhì)量（纖維長度）相關(guān)的變異位點(diǎn)。蓖麻是一年或多年生大戟科雙子葉植物，雌雄同株，可以自花或者異花授粉，蓖麻籽含油量可達(dá)40%-50%，蓖麻油因其特殊的理化性質(zhì)是重要的工業(yè)用油，經(jīng)過裂解、氧化、硫化等處理后，可以用于醫(yī)藥分散劑，油漆涂料，工業(yè)航空潤滑油、化妝品等。目前工業(yè)缺口巨大。近日，Nature Communications在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所崔鵬研究員與合作者完成的題為Sequencing of Chinese castor lines reveals genetic signatures of selection and yield-associated loci 的研究論文。該研究通過對405份蓖麻材料重測序揭示了農(nóng)業(yè)性狀相關(guān)的候選基因以及蓖麻馴化和地理分化過程中的一些選擇位點(diǎn)。研究中利用變異數(shù)據(jù)進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS），發(fā)現(xiàn)了九個(gè)重要農(nóng)藝性狀的候選基組區(qū)域或基因；群體遺傳研究，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的蓖麻品種分布具有區(qū)域性特點(diǎn)，例如從中國南部到北部，蓖麻果穗從容易裂開到不容易裂開、穗高降低等顯著趨勢。利用這個(gè)特點(diǎn)該研究找到了基因組區(qū)域上與蓖麻分布相關(guān)的受選擇區(qū)域，將這些受選擇區(qū)域與GWAS結(jié)果相結(jié)合，就找到了受選擇性狀的具體在基因組上的受選擇位點(diǎn)。例如: 果穗開裂這一性狀，在自然界中，純野生狀態(tài)下，果穗在一定時(shí)期開裂，種子跳出，是有利于繁殖的性狀，大豆，擬南芥，都有關(guān)于這一性狀的深入研究。但是這種性狀對較大規(guī)模種植，甚至是初步的人工種植的收獲過程，都是不利的。研究中發(fā)現(xiàn)裂果相關(guān)基因在蓖麻分布中被選擇，這也暗示了北方蓖麻收到了更大的選擇壓力。Candidate genes associated with capsule dehiscence and endocarp thickness based on genome-wide association study analysis.
全基因組重測序、變異檢測、群體分析、重要農(nóng)藝性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析等手段可以為蓖麻育種提供多方面資源。一是蓖麻育種停留在較傳統(tǒng)階段，性狀的改良大多數(shù)通過選擇、雜交等傳統(tǒng)手段。更精確的了解各個(gè)產(chǎn)量性狀相關(guān)的分子機(jī)理，從而為精確改良蓖麻性狀提供基礎(chǔ)信息平臺(tái)。二是蓖麻在國內(nèi)品種改良過程中人工選擇對于性狀和基因的影響，傳統(tǒng)育種方法例如選擇育種法，利用優(yōu)良性狀作為依據(jù)進(jìn)行品種選取推廣種植，可能會(huì)造成或者已經(jīng)造成蓖麻種群基因多樣性的下降，這種多樣性的下降，一方面使得進(jìn)一步提高優(yōu)良性狀的可利用變異規(guī)?？s減，造成性狀改良瓶頸；另一方面，蓖麻群體在應(yīng)對突發(fā)環(huán)境變化事件的能力上會(huì)有所減弱。本研究進(jìn)行了廣泛的收集蓖麻品種，提供廣泛多樣的變異數(shù)據(jù)，為應(yīng)對育種瓶頸與提高應(yīng)激能力提供基礎(chǔ)。
本站僅提供存儲(chǔ)服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請
點(diǎn)擊舉報(bào)。
