英國《自然》雜志5月21日上刊發(fā)論文稱,法國卡斯塔內(nèi)托洛桑國家農(nóng)業(yè)研究院科研人員測序獲得了高質(zhì)量的向日葵參考基因組,這在此前是非常難以完成的。這一資源將為未來的研究提供幫助,有助于人們在考慮到農(nóng)業(yè)限制因素和人類營養(yǎng)需求的前提下,利用遺傳多樣性改善向日葵的抗逆性和產(chǎn)油量。
向日葵是一種全球性的油料作物。由于能在包括干旱在內(nèi)的各種環(huán)境條件下保持穩(wěn)定的產(chǎn)量,這一物種可以說顯示出了適應(yīng)氣候變化的希望。然而直到此前,研究者都難以完成向日葵基因組的組裝,因為它主要是由高度相似的相關(guān)序列組成的。加拿大、美國、法國政府部門及機構(gòu)都曾經(jīng)資助各自的研究團隊對向日葵基因組進行測定和分析。
此次,法國卡斯塔內(nèi)托洛桑國家農(nóng)業(yè)研究院科學(xué)家尼古拉斯·朗拉德及其同事,測序了向日葵的基因組,并進行了比較和全基因組分析,為這一類開花植物——菊類植物的演化史帶來了新啟示。同時,向日葵基因組將可以成為菊科植物的模式基因組。菊科是目前世界上最大的植物科,共有24000種植物,其中包括多種作物、藥用植物、園藝作物和有害雜草等,向日葵基因組序列能夠為了解整個“家族”提供一個非常有用的模版。
本次研究中,團隊成員還找到了新的候選基因,重構(gòu)了花期和油脂代謝這兩大育種性狀的遺傳網(wǎng)絡(luò),并發(fā)現(xiàn)花期的遺傳網(wǎng)絡(luò)是由最近的全基因組倍增塑造的。
這項研究意味著,在數(shù)千萬年中,古老的橫向同源基因(基因組中由于倍增產(chǎn)生的同源基因)都能在同一調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中保留下來。論文作者最后總結(jié)稱,他們的研究強化了向日葵作為生物、演化和氣候變化適應(yīng)研究模型的地位,且有助于加快向日葵育種。
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