我国完成小麦A基因组精细图谱绘制

本报记者 齐芳

2018年05月12日10:42  来源:光明日报
 

从中国科学院遗传与发育生物学研究所获悉,我国科学家完成了小麦A基因组的测序和染色体精细图谱的绘制,全面揭示了小麦A基因组的结构和表达特征。这一成果10日在线发表于国际学术刊物《自然》上。有评论认为,该成果将对深入和系统研究麦类植物的结构与功能基因组学,进一步推动栽培小麦的遗传改良具有重要理论意义和实用价值。

这一研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室、中国科学院种子创新研究院和遗传发育所基因组分析平台等合作完成。

据介绍,生产上广泛种植的普通小麦是一个经两次自然杂交而形成异源六倍体,含有A、B、D三个基因组,其基因组大而复杂,约为水稻基因组的40倍,85%以上基因组DNA为重复序列,致使基因组测序研究困难重重,进展缓慢。

几年来,研究团队一直在这一领域进行研究。2013年,研究团队绘制了小麦A基因组草图。此次,研究团队通过构建A基因组BAC文库和BAC测序,结合全基因组PacBio测序以及最新物理图谱构建技术,绘制出了小麦A基因组7条染色体的分子图谱,注释出了41507个蛋白编码基因,发现在小麦基因组中参与春化和开花的REM类转录因子基因有明显扩增。

同时,通过与水稻、高粱和短柄草基因组的比较和共线性分析,科学家推演出了小麦A基因组7条染色体的进化模型,并鉴定出小麦A基因组从二倍体、经四倍体到六倍体进化过程中的染色体结构变异。

我国是世界上小麦生产和消费大国,常年种植的面积为2400万公顷左右,年产量近1.3亿吨。小麦A基因组测序和精细图谱绘制的完成,为解析小麦基因组进化和驯化提供了高质量的基因组信息和一个全新的视角。注释出的基因信息,将有助于对小麦重要农艺性状基因的精细定位、克隆和功能解析,加速栽培小麦的遗传改良和分子设计育种,对提升小麦产业竞争力、保障粮食安全和农业提质增效与可持续发展可能产生重要作用。

(责编:邵兰、杜昱欣)