揭示玉米中的杂交优势机制 中国玉米全基因组重



人民网北京10月25日电(记者吴迎春)由中国农业大学玉米中心、华大基因研究院、美国爱荷华大学、明尼苏达大学等单位合作的研究成果“基因丢失与获得的多态变化揭示玉米中的杂交优势的机制”在国际著名杂志《自然—遗传学》上在线发表,该研究报道了中国重要玉米骨干亲本的全基因组的单核苷酸多态性、插入/缺失多态性以及基因获得和缺失变异图谱,对玉米的遗传学研究和分子育种提供了非常有价值的资源。

该项研究对6个中国重要玉米杂交组合骨干亲本进行全基因组重测序,利用SOAP软件v2.18比对获得的12.6亿75bp的双末端片段与玉米的参考基因组序列,发现了100多万个单核苷酸多态性位点(SNPs)和3万多个插入缺失多态性位点(IDPs),建立了高密度的分子标记的基因图谱。同时研究还发现了101个低序列多态性区段,在这些区段中含有大量在选择过程中与玉米性状改良有关的候选基因。此外,通过将玉米自交系Mo17及其他自交系的基因序列与玉米自交系B73的基因序列比对,研究人员对玉米自交系中基因丢失与获得的多态性进行了研究,发现在不同的自交系中存在不同数量的基因丢失与获得性变异;利用SAOPdenovo软件对在其它自交系中存在而在B73中缺失的序列进行组装,研究人员发现了很多目前公布的B73参考基因组序列中丢失的基因。这些发现不仅为高产杂交玉米育种骨干亲本的培育提高了重要的多态性标记,同时也补充了玉米基因数据集,为进一步挖掘玉米基因组和遗传资源提供了大量数据。

玉米具有非常显著的杂交优势,利用该优势是提高产量主要的手段之一。在该报道中,研究人员选择了中国历史上和目前广泛流行的高产杂交组合骨干亲本,并且根据多态性追踪了这些骨干亲本育成过程中基因组的变化方式。报道指出,目前的育种对遗传资源的组合利用还是有限的,玉米的育种还存在着巨大的潜力。除此之外,该报道还发现这些骨干亲本组合基因组的组合可以弥补另一方功能元件的缺失,这种基因丢失与获得的多态变化和其他无义突变的互补作用可能与杂种优势有关。

华大基因研究院的项目负责人徐讯说:“随着测序成本的降低和已知基因组序列的物种增多,重测序已经成为动植物育种研究中最为迅速而有效的方法之一,可在全基因组水平上扫描并检测与玉米重要性状相关的突变位点。玉米基因组数据资源的不断扩充将对玉米基因组学研究和应用有着巨大的推动作用。”




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