来源:广东省花生大豆产业技术体系首席办 时间:2019-05-05
www.nature.com/articles/s41588-019-0402-2
由福建农林大学牵头,仲恺农业工程学院等20多家科研机构在国际上率先完成了四倍体花生栽培种的全基因组测序工作,研究成果“The genome of cultivated peanut provides insight into legume karyotypes, polyploid evolution and crop domestication”于2019年5月1日发表在国际著名专业期刊Nature Genetics。福建农林大学庄伟建教授等5人为并列第一作者,仲恺农业工程学院郑奕雄教授、王丛丛博士等为共同作者。
本研究以狮头企(Arachis hypogaeavar. Shitouqi)花生为材料,采用三代PacBio SMRT测序为主,结合Hi-C技术和高密度遗传图谱等完成了异源四倍体花生栽培种A、B亚基因组共20条染色体的精确组装,获得高质量的参考基因组。
花生是一种重要的经济作物和油料作物。栽培种花生(Arachis hypogaeaL.)为异源四倍体(AABB,2n = 4x = 40),起源于南美洲。研究表明,异源四倍体花生栽培种通过二倍体野生种A. duranensis(AA,2n=20))与A. ipaënsis(BB,2n=20)自然杂交后再经过染色体加倍形成。由于栽培种花生基因组复杂,其基因组解析研究进展较慢,限制了生物技术在花生遗传改良上的应用。
2019年3月19日,Molecular Plant在线发表了广东省农业科学院作物研究所联合福建农林大学等国内外科研单位完成的“Sequencing of cultivated peanut, Arachis hypogaea, yields insights into genome evolution and oil improvement”研究论文。该研究对我国花生地方品种伏花生(Fuhuasheng)进行了全基因组测序和基因功能分析,研究结果揭示了花生起源进化和油脂改良的分子机制(论文详见:10.1016/j.molp.2019.03.005)。
2019年5月1日,Nature Genetics在线发表了福建农林大学牵头、仲恺农业工程学院等单位完成的题为“The genome of cultivated peanut provides insight into legume karyotypes, polyploid evolution and crop domestication”研究论文。该研究完成了花生品种狮头企(Shitouqi)的全基因组测序,并对52份花生种质材料进行了重测序,研究结果为花生的多倍体进化及作物驯化提供了新的见解。
花生品种狮头企的基因组大小2.54 Gb,含有20条染色体和83709个蛋白编码基因。基于基因组信息,该研究发现了许多与花生重要农艺性状相关的基因,这些基因在种子大小、种子颜色、花生抗病性以及生物固氮等方面起重要作用。
比较基因组分析表明,与A亚基因组,B亚基因组具有更多的基因和表达优势,这可能与A亚基因组中LTR的扩增有关。同时,四倍体花生栽培种基因组信息也为A. hypogaea和其它豆科植物染色体的进化提供了新的见解。该研究对52份花生种质材料的重测序分析表明,花生可能起源于不同的hypogaea并独立驯化。总之,该研究获得了异源四倍体花生栽培种的高质量基因组,为豆科植物的核型、多倍体进化及作物驯化提供了新的见解。
该成果得到花生界众多同行高度关注和认可。张新友院士指出:该文的发表充分彰显了世界花生科技发展的中国贡献。