2024-12-12 10:22:44
近日，記者從江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院獲悉，由中國(guó)工程院院士顏龍安團(tuán)隊(duì)聯(lián)合河北大學(xué)教授杜會(huì)龍團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的稻屬泛基因組研究取得重要突破，成功繪制了全球首個(gè)稻屬最全超級(jí)泛基因組圖譜，相關(guān)成果在線(xiàn)發(fā)表于Nature子刊《Nature Communications》上。此次研究共鑒定到栽培稻中尚未發(fā)現(xiàn)的63881個(gè)基因家族，使可利用的水稻基因規(guī)模擴(kuò)大了1.7倍，將極大促進(jìn)水稻種質(zhì)資源利用和突破性品種的選育工作。
研究人員介紹，泛基因組是一個(gè)物種中所有個(gè)體基因組信息的總和，構(gòu)建泛基因組可以有效解決單一參考基因組帶來(lái)的遺傳信息分析偏差問(wèn)題。而超級(jí)泛基因組則代表一個(gè)屬內(nèi)所有物種的基因組信息，尤其蘊(yùn)含了野生種中豐富的基因組變異，是對(duì)泛基因組的進(jìn)一步擴(kuò)展，在遠(yuǎn)緣雜交和基因發(fā)掘等方面具有重要應(yīng)用前景。
研究人員表示，稻屬隸屬于禾本科的稻亞科，包括2個(gè)栽培稻種和21個(gè)野生稻種，其中，野生稻為栽培稻的近緣物種，是現(xiàn)代水稻品種遺傳改良和種質(zhì)創(chuàng)新的基因?qū)殠?kù)，具有重要的挖掘價(jià)值。
此次研究高質(zhì)量測(cè)序組裝了來(lái)自亞洲、非洲、南美洲、北美洲、大洋洲等地區(qū)的13個(gè)極具代表性的野生稻種基因組，包含6種異源四倍體和7種二倍體類(lèi)型，并結(jié)合已公開(kāi)的普通野生稻、亞洲栽培稻和非洲栽培稻基因組，構(gòu)建了包括101723個(gè)基因家族在內(nèi)的稻屬超級(jí)泛基因組。結(jié)合基因組注釋和RGAugury等多種方法，在稻屬中共鑒定到7048個(gè)抗病基因，其中栽培稻有237個(gè)抗病基因家族，野生稻有384個(gè)基因家族，揭示了“栽培稻的抗病基因傾向于成簇存在，而野生稻則主要以單個(gè)形式存在”的分布規(guī)律。除此之外，還在野生稻中鑒定到207個(gè)串聯(lián)重復(fù)基因，其中36個(gè)與產(chǎn)量、抗性、品質(zhì)、生育期、營(yíng)養(yǎng)元素高效利用以及生物和非生物脅迫耐受性相關(guān)。
江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黨委書(shū)記池澤新表示，該研究構(gòu)建的稻屬超級(jí)泛基因組極大擴(kuò)展了水稻遺傳改良的基因池，相當(dāng)于為水稻育種創(chuàng)新提供了一張新的“導(dǎo)航地圖”，能夠從古老種質(zhì)資源中挖掘急需的、有利的基因，為改良現(xiàn)代品種提供更加廣闊的空間。江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院將進(jìn)一步強(qiáng)化水稻種業(yè)創(chuàng)新基礎(chǔ)研究，深入開(kāi)展野生稻資源挖掘和種質(zhì)創(chuàng)新，加快推進(jìn)稻屬超級(jí)泛基因組圖譜、野生稻有利基因克隆等一批創(chuàng)新性成果，在水稻精準(zhǔn)設(shè)計(jì)育種中的應(yīng)用，為水稻種業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐。
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