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研究揭示栽培蘿卜、野生蘿卜和雜草蘿卜之間的遺傳變異和基因漸滲

  近日,中國農業科學院蔬菜花卉研究所種質資源創新團隊領銜成功解碼了蘿卜屬11個具有廣泛種、亞種和變種代表性的基因組,構建了屬級多層次的泛基因組,研究揭示了栽培蘿卜、野生蘿卜和雜草蘿卜之間的全基因組遺傳變異和基因交流,以及基因組演化特點和機制。該研究對后基因組時代蘿卜屬乃至整個十字花科植物的起源演化研究和基因資源挖掘、現代生物育種、種質資源保護、雜草防控具有重要意義。相關研究成果發表在《分子植物(Molecular Plant)》上。

  據李錫香研究員介紹,蘿卜屬于十字花科321個屬之一的蘿卜屬,蘊含豐富的抗病、抗逆、高生物量、高活性功能物質等優良性狀的野生和栽培種資源,也是研究作物馴化和遺傳育種、種質資源保護、雜草防控三位一體的理想材料。蘿卜屬和同科的蕓薹屬都經歷了多祖先基因組多倍化過程,但在多倍化后的降倍過程中,促進物種形成、遺傳多樣性產生及重塑基因組特征的基因組進化機制尚不清楚。

  研究人員通過對蘿卜屬具有廣泛代表性的11個基因組的從頭組裝、比較和泛基因組研究,構建了基于基因家族、座位和圖形的屬級水平的泛基因組,揭示了栽培蘿卜、野生蘿卜和雜草蘿卜之間的全基因組單堿基多態性和結構變異、易位、倒位等遺傳變異和基因交流,明確了各基因組中特異基因及低頻非核心基因快速變異的特點和受古氣候影響及人類活動干預的演化歷史。該研究不僅為蘿卜屬全基因組基因挖掘和遺傳改良提供了新的基因資源和新見解,而且提出了在全球日益廣泛的交流中,必須深入了解植物基因組演化機制,從進化的角度統籌作物育種、種質資源保護和草害綠色防控的新觀點。

  該研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國農業科學院創新工程項目資助。(通訊員 許鐵敏)

  原文鏈接:https://www.cell.com/molecular-plant/fulltext/S1674-2052(21)00318-X#relatedArticles

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