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中科院研究团队领衔完成小麦A基因组测序

中科院遗传发育所/供图 摄

中科院遗传发育所/供图 摄

  中新网北京3月25日电 (记者 孙自法)中国科学院25日发布消息说,该院遗传与发育生物学研究所一个科研团队首次完成了小麦A基因组的测序和草图绘制,比较全面地揭示出A基因组的结构和表达特征。这一成果已获最新一期国际著名学术刊物《自然》在线发表。

  专家称,小麦A基因组测序和基因组图谱绘制的完成,将为研究小麦驯化史提供一个全新的视角,并为多倍体小麦基因组的测序分析提供二倍体基因组参照序列。其注释出的基因信息和分子标记有助于加速小麦的遗传改良,对保障粮食安全和农业可持续发展具有重要作用。

  这项研究由中科院遗传与发育生物学研究所植物细胞与染色体工程国家重点实验室小麦研究团队领衔发起,通过与深圳华大基因研究院和美国加州大学戴维斯分校合作顺利完成。研究团队利用新一代测序技术,对二倍体乌拉尔图小麦G1812系的基因组进行测序、组装、注释及相关分析,鉴定出34879个编码蛋白基因,其基因数量与已知禾本科植物基因组的基因数相似。

  基因组比较研究发现,在进化过程中由于大量反转座子重复序列在基因间的插入,导致小麦A基因组的剧烈扩增。通过同源基因的比对和关联分析,鉴定出一批控制重要农艺性状的基因。该研究还筛选出大量的遗传分子标记,将促进小麦的分子育种。

  小麦是全球最重要的粮食作物,养活了世界上40%的人口,提供全球20%的人类营养所需热能和蛋白质。生产上广泛种植的普通小麦是一个异源六倍体,含有A、B、D三个基因组,追本溯源,普通小麦是由祖先野生的一粒小麦(乌拉尔图小麦)与拟斯卑尔托山羊草杂交形成四倍体小麦。大约8000年前,四倍体小麦与粗山羊草再一次自然杂交,经自然和人类的选择形成如今广泛栽培的普通小麦。

  由于普通小麦基因组大(是水稻基因组的40倍)而复杂,85%以上序列为重复序列,致使基因组测序研究困难重重。乌拉尔图小麦是小麦A基因组的原始二倍体供体种,也是小麦进化的基础性基因组,在小麦进化过程中起核心作用。(完)

(原标题:中科院研究团队领衔完成小麦A基因组测序(图))

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