2?日，国际顶级期刊Nature Communications在线发表了青岛农业大学园艺学院张忠华教授团队题为Graph-ba
sed pan-genome reveals structural and sequence variations related to agro
nomic traits and domestication in cucumber的研究论文。该研究首次构建了高质量皃a href='//www.sqrdapp.com/news/tag_789.html' class='zdbq' title='黄瓜相关食品资讯' target='_blank'>黄瓜图形结构泚a href='//www.sqrdapp.com/news/tag_847.html' class='zdbq' title='基因相关食品资讯' target='_blank'>基因组，阐明了黄瓜驯化过程中基因组染色体核型的演化规律，鉴定了多个与黄瓜农艺性状和驯化相关的重要结构变异，并揭示了重要性状在驯化和育种改良过程中演化的基因组学基础，为黄瓜重要基因挖掘、野生基因资源利用和分子设计育种提供了重要信息、/div>
黄瓜是重要的蔬菜作物，也是研究植物性别决定和维管束生物学的重要模式系统。黄瓜基因组参考序列和种质资源全基因组遗传变异研究有利于推动重要农艺性状基因的鉴定和利用。然而，大量重要农艺性状由较长DNA序列片段的结构变异控制，且结构变异为野生资源利用和基因挖掘带来诸多障碍，因此需要通过泛基因组研究全面鉴定黄瓜基因组的结构变异，进而促进黄瓜驯化和重要农艺性状相关基因的研究、/div>
该研究基于前期对黄瓜115份核心种质资源的亲缘关系和演化分析（Nature Genetics, 2013），选择?2个代表性黄瓜种质资源，包括5个印度野生类群?个东亚类群?个欧美类群和1个西双版纳类群材料，分别完成了染色体水平的基因组组装。通过比较?2个基因组序列，发现了?号?号和7号染色体上有7个特大DNA片段倒位变异（图1），这些特大倒位变异只在部分野生材料中存在，并且不同野生材料存在的变异不同，揭示了倒位变异在野生材料驯化中的逐步演化。倒位变异的存在会导致重组抑制进而限制野生资源基因的挖掘和利用，这些特大片段倒位变异的演化历史为野生材料选择应用提供了重要信息、/div>
为全面鉴定黄瓜基因组的遗传变异，该研究建立了12个黄瓜基因组的共线性对应关系，比对共鉴定出290万个SNP?40万个小InDels?.6万个结构变异 （SV），其中2624个SV影响?712个基因的编码区。将SV序列和断点信息与黄瓜参考基因组图谱整合，研究人员构建了黄瓜图形结构泛基因组（图2），并对多个农艺性状进行了结构变异的全基因组关联（SV-GWAS）分析，成功鉴定出黄瓜性别决定相关基因m和F所在基因组区域，并直接关联到果刺基因CsGL3启动子区域的关键结构变异、/div>
为进一步利用图形结构泛基因组揭示影响黄瓜驯化和重要农艺性状的遗传变异，该研究对黄瓜果刺果瘤、开花时间和根系发育等性状进行了深入分析。在已知果瘤关键基因CsTu的外显子上新发现了一?1-bp的结构变异，可破坏CsTu基因功能影响果瘤，并且对果刺果瘤多个基因在黄?15份核心种质的遗传变异进行了系统分析，揭示了结构变异在果实刺瘤性状相关基因中的驯化和育种选择历程（图3）。开花时间在农作物驯化和地理适应的过程中发挥重要作用，现代栽培黄瓜的开花时间都远远早于野生黄瓜和西双版纳半野生黄瓜，基于图形结构泛基因组，该研究新鉴定出CsFT上游1?4-kb的结构变异，只在2份开花极 （~60d 的野生黄瓜种质中出现，系统发生关系表明这2个野生种质可能为其他黄瓜的祖先类型，并提出了CsFT位点在黄瓜驯化和和育种选择过程中的演化历程，加深了对黄瓜适应性演化机制的理解（图4）。此外，该研究还发现PELPK7.1和PELPK7.2基因附近结构变异可能在黄瓜驯化过程根系发育的改变中起重要作用、/div>
该研究不仅为黄瓜基因组和重要性状的演化提供新见解，而且为黄瓜重要基因挖掘和遗传育种提供了重要平台资源和信息，为加速黄瓜育种进入全基因组设计时代奠定了重要基础。其方法论和相关结果也为甜瓜、西瓜和南瓜等瓜类作物生物学研究提供重要参考、/div>
该成果由中国农业科学院蔬菜花卉研究所、青岛农业大学、中国农业科学院农业基因组研究所和西北农林科技大学等多家单位协作完成。青岛农业大学园艺学院张忠华教授为唯一通讯作者，青岛农业大学为唯一通讯作者单位。中国农业科学院农业基因组研究所黄三文研究员对本研究提供了重要指导。康奈尔大学Boyce Thompson研究所费章君教授和华中农业大学信息学院的杨庆勇教授等也参与了该项目的完成。此前，张忠华教授作为（共同）第一或通讯作者破译了第一个瓜类作?黄瓜的基因组密码（Nature Genetics?009；GigaScience, 2019），解析了黄瓜、甜瓜和冬瓜等瓜类作物的基因组演化历程、驯化历史和农艺性状多样性遗传机制（Nature Genetics?013；Nature Genetics?019；Nature Communications?019），阐明了黄瓜全部开雌花等性状的遗传机理（Plant Cell?015?021；TAG?021；Horticulture Research?021），并为黄瓜及其它瓜类苦味物质合成和调控机理解析提供了关键基因（Science?014；Horticulture Research?022），为推动瓜类作物研究进入组学时代和全基因组分子设计育种奠定了基础、/div>
[
食品资讯搜索] [
加入收藏] [
告诉好友] [
打印本文] [
关闭窗口]
该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国农业科学院创新工程、山东省泰山学者和草学一流学科等资助、/div>
相关链接：Graph-ba
sed pan-genome reveals structural and sequence variations related to agro
nomic traits and domestication in cucumber （https://doi.org/10.1038/s41467-022-28362-0（/div>
日期９a href="//www.sqrdapp.com/news/2022-02-09.html">2022-02-09
行业９/font>
行业相关食品资讯
- 03-053·15市场监管在行动丨2023年食品安全“你点我检”抽检结果
- 03-0503-05陕西?批次不合格食品上黑榜，涉及食品添加剂、微生物污染、质量指标等问题
- 03-05陕西省市场监督管理局关于6批次食品不合格情况的通告?024年第6期）
- 03-05山西省市场监督管理局关于2024年第5期食品安全监督抽检情况的通告
- 03-05广东省市场监督管理局关于23批次食品不合格情况的通告?024年第9期）
- 03-0503-05深圳市市场监督管理局2024年第二期食品安全抽样检验情况通告（深市监通告?024?7号）
- 03-05浙江省市场监督管理局食品安全监督抽检信息通告?024年第8期）
会展动?span>
MORE +
推荐图文
2023年度四川省科学技
2022年度福建省科学技
公布！这些项目和个人
2022年度湖北省科学技
鲁公网安 37060202000128叶/a>
