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華農團隊讓油菜基因重組變異“有譜兒”了

簡介【來源:長江日報-長江網】長江日報大武漢客戶端9月6日訊(記者周劼 通訊員蔣朝常)日前,華中農業大學油菜遺傳改良團隊釋出了一張油菜重組變異圖譜,探究了油菜兩個主要遺傳類群間雜交的全基因組重組特徵,為“預測”不同油菜間的遺傳重組提供了重要線索

8號染色體缺失什麼原因

【來源:長江日報-長江網】

長江日報大武漢客戶端9月6日訊(記者周劼 通訊員蔣朝常)

日前,華中農業大學油菜遺傳改良團隊釋出了一張油菜重組變異圖譜,探究了油菜兩個主要遺傳類群間雜交的全基因組重組特徵,為“預測”不同油菜間的遺傳重組提供了重要線索,對油菜群體遺傳多樣性、作物改良以及基因組進化研究具有重要價值。

相關的研究論文線上發表於中國主辦的重要英文學術期刊《作物學報》最新一期上,第一作者為華中農業大學博士研究生王猛,通訊作者為該校油菜育種資源創新課題組鄒珺教授。這也是華中農業大學油菜團隊育種資源創新課題組開展油菜種內、種間雜交及種質滲透後代的基因組結構變異與遺傳進化,油菜複雜性狀的遺傳解析和全基因組選擇等研究工作中的最新成果之一。

昨天,長江日報記者採訪了該文第一作者王猛。據其介紹,我們目前種植範圍最廣泛的油菜型別為甘藍型油菜,由白菜和甘藍自然雜交加倍而來,是世界上主要油料作物裡的年輕物種。白菜(AA,2n=20)和甘藍(CC,2n=18)都是二倍體物種,而甘藍型油菜(AACC,2n=38)則是異源四倍體,基因組相對複雜得多。現在的甘藍型油菜裡,歐洲冬油菜和中國半冬性油菜之間遺傳距離相對較遠,各自性狀穩定又存在差異,將它們雜交,從培育出來的後代身上可以更容易發現不同油菜遺傳類群間遺傳重組的特徵。

看似一張簡單的圖譜,其實包含著漫長的耐心等待。王猛從進入實驗室開始接觸這個課題方向,一直到現在,七八年才看到結果,原因就在於既要了解父母,又要看清孩子。經過十數年的努力,包括華中農大在內的中國團隊和世界其他幾個團隊先後完成了歐洲冬油菜Tapidor的全基因組測序,中國團隊(華中農業大學和浙江大學)又單獨測序了中國半冬性油菜寧油7號。同時也完成了用於育成這兩個親本材料的系譜親本的測序工作。有了這兩張物理圖譜以及育種系譜的資訊,父母的遺傳資訊瞭若指掌;隨後,又完成了雜交後代們的種植、性狀考察以及基因分型等工作;最終,華中農大團隊構建了它們雜交後代群體的重組變異圖譜,對這個圖譜進行分析,哪些地方發生了重組,哪些地方沒有發生重組,一目瞭然。

華農團隊讓油菜基因重組變異“有譜兒”了

中國半冬性油菜NY7基因組上的TN群體標記及其重組率變異分佈。

有趣的結論來自於細緻的比較,研究團隊對全基因組的重組變異位點進行了評估,發現93%的基因組能夠檢測到重組交換,也就是說會受到父母的共同影響,而其餘7%的基因組則相反,基本不受影響。在93%的基因組裡,有121個特別容易發生重組的地方,即重組熱點(70個位於A基因組),在7%的基因組裡,則有16個不易發生重組的地方,即重組冷點(12個位於C基因組)。具有不同親本背景的後代們的遺傳重組的水平存在差異,具有中國半冬性油菜寧油7號背景的後代們的重組率要高於歐洲冬油菜Tapidor遺傳背景的後代,這也可能受到生長環境的影響,也可能與寧油7號品種在育成過程中白菜育種滲透有關。

華農團隊讓油菜基因重組變異“有譜兒”了

單個DH系及其雙向回交後代的遺傳結構和identity-by-descent (IBD) 分佈。

重組變異圖譜也會是輔助人工育種的“藏寶路線圖”,知道了基因上的重組熱點、冷點將有利於以分子技術做到精準育種,王猛舉了一個例子,油菜基因組裡的A10染色體上包含控制種子含油量的基因位點,這些位點所在區域又容易重組,那麼人們就容易在這個區域完成控制種子含油量有利基因的快速累積,從而有助於高含油量油菜的育種工作。此外,這項研究中建立的後代群體也作為基因克隆的資源。這些結果以及豐富的基因組資源能夠拓寬對異源多倍體重組行為的理解,對油菜的遺傳改良提供參考。

【編輯:鄧臘秀】

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