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新突破！科研團隊完成白菜基因組變異研究

發(fā)布日期： 2022-04-15 15:03:10 來源：中國科學(xué)報

近日，《植物生物技術(shù)雜志》(Plant Biotechnology Journal)在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所王曉武團隊完成的研究論文。這是王曉武團隊在前期白菜泛基因組研究基礎(chǔ)上，進一步挖掘白菜基因組變異獲得的研究成果。

王曉武介紹，轉(zhuǎn)座子序列廣泛存在于植物基因組中，在作物馴化中發(fā)揮了重要作用。白菜是十字花科蕓薹屬重要蔬菜，種內(nèi)多樣性極高，包含了大白菜、小白菜、菜心、油用白菜和蕪菁等形態(tài)差異顯著的類型。在白菜基因組中，轉(zhuǎn)座子含量高達50%。但是，由于系統(tǒng)識別群體中轉(zhuǎn)座子插入變異一直存在挑戰(zhàn)，因此關(guān)于轉(zhuǎn)座子在白菜類作物馴化中發(fā)揮的作用缺乏明確的論述。

該研究開發(fā)了將白菜泛基因組和群體重測序數(shù)據(jù)相結(jié)合，鑒定白菜物種轉(zhuǎn)座子插入變異的方法?；诎撞巳后w中轉(zhuǎn)座子插入多態(tài)性信息，研究團隊開展了不同類型白菜群體結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)座子插入變異不僅與白菜不同形態(tài)型的馴化密切相關(guān)，也與現(xiàn)代大白菜育種中春、夏和秋大白菜類型的形成密切相關(guān)。

研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生在基因區(qū)的轉(zhuǎn)座子插入變異與基因的轉(zhuǎn)錄水平、編碼區(qū)長度和編碼區(qū)數(shù)量均高度相關(guān)，轉(zhuǎn)座子插入到基因區(qū)后可以行使內(nèi)含子的功能，并導(dǎo)致基因表達量改變。此外，鑒定到了四個包含轉(zhuǎn)座子插入多態(tài)性的候選基因，極有可能參與調(diào)控大白菜葉片結(jié)球、白菜開花性狀的馴化。

通過系統(tǒng)開展白菜物種中轉(zhuǎn)座子插入變異分析，該研究揭示了轉(zhuǎn)座子插入變異在不同類型白菜馴化中的重要作用。這些包含轉(zhuǎn)座子插入多態(tài)性的重要候選基因?qū)龠M對大白菜葉球性狀以及白菜開花性狀的研究。同時，研究中鑒定到的與不同類型白菜馴化相關(guān)的重要轉(zhuǎn)座子插入變異豐富了白菜物種變異庫，促進挖掘更多與重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的基因，為白菜分子標記輔助育種奠定了重要基礎(chǔ)。

該科研團隊多年從事蕓薹屬物種基因組演化和馴化研究。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、基本科研業(yè)務(wù)費和創(chuàng)新工程項目的支持。(作者：李晨 )