新华社客户端四川频道7月20日电(记者吴晓颖)中国科研人员破译了六倍体栽培裸燕麦的基因组,并深入研究了六倍体燕麦的起源与亚基因组进化,绘制出裸燕麦的“基因密码图”。
由四川农业大学、吉林省白城市农业科学院、中国科学院遗传与发育生物学研究所等国内高校及科研院所、公司合作完成的这一科研成果,于18日在国际学术期刊《自然·遗传学》上以《基于参考基因组揭示六倍体燕麦的起源和进化》为题在线发表。
燕麦是一种世界性栽培作物,世界各国的栽培种以皮燕麦为主,而我国主要种植裸燕麦。中国作为裸燕麦的起源和种植中心,具有丰富的裸燕麦遗传多样性,种植历史悠久。此次发表的成果正是以我国裸燕麦起源中心的地方裸燕麦品种“三分三”为材料,绘制出燕麦基因组21对染色体的分子图谱,注释出12万个蛋白编码基因。

“我们需要通过明确裸燕麦的基因组信息进一步挖掘以裸粒驯化性状为代表的基因资源。”论文第一作者、四川农业大学小麦研究所教授彭远英说,有了基因组图谱,我国裸燕麦的育种和遗传研究就会进入“快车道”,能根据基因信息来定向培育具有特定性状、功能的裸燕麦,比如让其中β-葡聚糖含量更高,帮助食用者通过摄入膳食纤维有效控制胆固醇和糖尿病。
此前,科学家们已完成了水稻、玉米、马铃薯等主要农作物的基因组测序,裸燕麦基因组测序才有结果,是因其基因组研究难度极大。

彭远英表示,六倍体栽培裸燕麦基因组庞大而复杂,体量约为水稻基因组的40倍,且有大约87%的基因组DNA为重复序列,致使其基因组测序组装研究非常困难。研究团队设计选用可进行更长DNA片段高精确度测序的超长测序技术,结合不同技术手段,最终完成了染色体组装、挂载和注释,获得裸燕麦的高质量参考基因组。
据介绍,研究团队根据参考基因组序列和注释信息预测了燕麦皮裸籽粒和抗病等重要性状相关的关键基因位点,体现了参考基因组在重要性状基因挖掘和燕麦分子育种方面的重要价值。
燕麦参考基因组的构建作为燕麦研究迈入基因组时代的第一步,将使燕麦的全基因组选择育种和精准育种成为可能。“现在可以考虑如何使用现代育种策略,如基因组编辑等方法,进一步改进和开发特定的燕麦品种。”彭远英表示,接下来,研究团队将深入开展燕麦起源、驯化和优异基因资源发掘与利用等研究工作。
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