農(nóng)學(xué)院張國(guó)平教授課題組參與的大麥泛基因組研究成果在《自然》雜志上發(fā)表
由德國(guó)、澳大利亞、中國(guó)、英國(guó)等多國(guó)科學(xué)家組成的一個(gè)國(guó)際大麥基因組研究團(tuán)隊(duì)在揭秘大麥路上又邁出了關(guān)鍵一步。11月26日國(guó)際頂級(jí)期刊Nature雜志在線發(fā)表了題為“The barley pan-genome reveals the hidden legacy of mutation breeding”的研究論文，報(bào)道了該國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)的最新研究成果。
為了解析生物個(gè)體的全部遺傳信息，就必須完全解碼它的基因組。早在三年前，這一國(guó)際大麥研究團(tuán)隊(duì)完全解碼了大麥個(gè)體基因組?(Nature,2017，544：427–433)。但要了解整個(gè)大麥群體的遺傳信息，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)全球2萬(wàn)多份包括地方品種和野生種的大麥種質(zhì)資源的遺傳多樣性分析，鑒定到20個(gè)遺傳差異顯著的品種，其中包含兩個(gè)中國(guó)農(nóng)家品種；結(jié)合多種不同技術(shù)優(yōu)勢(shì)的DNA測(cè)序平臺(tái)（10x Genomics、Illumina、PacBio、Hi-C），對(duì)這些品種進(jìn)行測(cè)序和組裝，最終得到它們的泛基因組參考序列集。在此基礎(chǔ)上，研究人員對(duì)不同品種間基因組大片段插入/缺失變異（PAV）進(jìn)行了鑒定，共發(fā)現(xiàn)了1,586,262個(gè)PAV，并觀察到低頻變異的富集；同時(shí)還利用200個(gè)馴化大麥和100個(gè)野生大麥的全基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)變異的定量遺傳分析。此項(xiàng)研究還揭示了一個(gè)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)，大麥基因組個(gè)體之間在基因數(shù)量以及攜帶遺傳信息上，各條染色體大部分排列和定向存在很大的差異，大麥基因組中的這些“結(jié)構(gòu)”變化可能嚴(yán)重阻礙雜交育種中重要目標(biāo)性狀的重組。
這一研究成果對(duì)大麥種質(zhì)資源利用、重要農(nóng)藝性狀形成的分子機(jī)制的理解以及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)抗逆優(yōu)良品種的培育等方面均具有深遠(yuǎn)意義。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2947-8
（作物科學(xué)研究所供稿）
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