助力大豆“绿色革命” 中国科学家突破传统线性基因组存储形式
原发表日期：2020-06-18
来源：中国新闻网
中新网北京6月18日电 (记者 孙自法)记者18日从中国科学院遗传与发育生物学研究所(中科院遗传发育所)获悉，该所田志喜等科研团队在大豆泛基因组研究领域，成功突破传统线性基因组的存储形式，在植物中首次实现基于图形结构基因组的构建，这一最新研究进展，有望助力实现大豆“绿色革命”，并将引领全新的下一代基因组学研究思路和方法。
中科院遗传发育所介绍，大豆驯化起源于中国，随后广泛传播于世界各地，是重要的粮食经济作物。目前，中国大豆需求量大，加强大豆研究，提高大豆生产能力迫在眉睫。田志喜研究团队前期对大豆种质资源的深度重测序和群体遗传学分析中发现，不同大豆种质资源之间存在较大的遗传变异，单一或少数基因组不能代表大豆群体的所有遗传变异。大豆基础研究和分子设计育种，亟需能够代表不同大豆种质材料的全新基因组资源。
为此，田志喜研究团队联合中科院遗传发育所梁承志和朱保葛研究团队、中科院分子植物科学卓越创新中心韩斌院士团队、上海师范大学黄学辉教授团队及生物技术企业等，对来自世界大豆主产国的2898个大豆种质材料进行深度重测序和群体结构分析，精心挑选出26个最具代表性的大豆种质材料，包括3个野生大豆、9个农家种和14个现代栽培品种。
联合研究团队利用最新组装策略，对26个大豆种质材料进行高质量的基因组从头组装和精确注释，并在前期相关研究基础上，开展系统的基因组比较，构建出高质量的基于图形结构泛基因组，挖掘到大量利用传统基因组不能鉴定到的大片段结构变异，经深入分析发现，结构变异在重要农艺性状调控中发挥重要作用。该高质量图形结构泛基因组的构建不仅本身具有重要的理论意义和应用价值，还为过去已开展的大量重测序数据提供一个全新的分析平台。此外，研究团队还鉴定到15个结构变异导致不同基因间的融合，这为新基因的产生研究提供重要线索。
田志喜研究员表示，最新完成的泛基因组研究所选用大豆种质材料不仅在遗传多样性上具有代表性，且具有重要的育种和生产价值。其中，满仓金、十胜长叶、紫花4号等种质材料作为骨干核心亲本已各自培育出上百个优良新品种；黑河43、齐黄34、豫豆22、皖豆28、晋豆23、徐豆1号等品种都是各个大豆主产区推广面积最大的主栽品种。该基因组及相关2898份种质材料遗传变异的研究成果，将为大豆研究提供极为重要的资源和平台，大力推进大豆分子设计育种，助力实现大豆“绿色革命”。
中国科学家团队这项当前基因组学研究重要前沿突破、被审稿人称为“基因组学的里程碑工作”的成果论文，北京时间17日深夜获国际权威学术期刊《细胞》(Cell)在线发表，田志喜团队博士生刘羽诚、梁承志团队博士生杜会龙为论文第一作者，田志喜、梁承志为共同通讯作者。(完)
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