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科學家揭示芥菜多樣性變異遺傳基礎(chǔ) 為芥菜種質(zhì)資源利用奠定基礎(chǔ)

芥菜,我國重要的經(jīng)濟作物之一,常見的油料、蔬菜和調(diào)味品。盡管常見,但芥菜起源至今仍是未解之謎。9月7日,記者從湖南農(nóng)業(yè)大學獲悉,該校劉忠松教授團隊聯(lián)合中國農(nóng)科院油料作物研究所華瑋研究員團隊完成的一項研究成果,有效回答了芥菜起源和馴化方面長期存在的科學爭議,揭示了芥菜多樣性變異遺傳基礎(chǔ),為芥菜種質(zhì)資源利用和基因組選擇育種奠定了良好的基礎(chǔ)。相關(guān)成果在線發(fā)表于9月6日的國際著名期刊《自然-遺傳學》上。

團隊通過對我國特有的芥菜型黃籽地方品種“四川黃籽”開展全基因組測序,構(gòu)建了我國第一個黃籽油菜高質(zhì)量基因組。同時,為闡明芥菜遺傳變異,團隊對全球38個國家和地區(qū)的480份芥菜種質(zhì)進行了基因組重測序,通過系統(tǒng)進化、群體結(jié)構(gòu)和主成分分析,將芥菜分為三大類和六個遺傳類群,并通過綜合核基因組和胞質(zhì)基因組系統(tǒng)進化分析、考古發(fā)掘和歷史文獻以及種群動態(tài)分析,重建了芥菜的起源和馴化歷史。

根據(jù)研究結(jié)果,芥菜于8000 - 14000年前在西亞(中東)地區(qū)起源,由西向東沿三條獨立路徑傳播,通過基因突變和漸滲雜交演化出六個不同的類群。

六大類群演變具體為:約2500-5120年前,根芥從野生芥菜中演化出,在蒙古和中國東北被馴化。野生芥菜馴化出的第三群籽芥,從阿富汗北部沿草原路線向東傳播,經(jīng)河西走廊傳入西藏。傳播過程中,因基因突變和人工選擇,演化出了第二群黃籽芥菜。同時,籽芥從阿富汗南部傳播到印度次大陸,被馴化為第六群印度芥菜。印度芥菜向東擴散,形成大葉芥菜,向東傳入中國西南地區(qū),演化出不同類型的第五群葉用芥菜,并于十八世紀在四川盆地由葉用芥菜馴化出莖用芥菜。第四群油用芥菜由第二群與第五群雜交、馴化而來,繼承了黃色種子顏色和早熟特性。

除了溯源,高質(zhì)量黃籽芥菜參考基因組和重測序鑒定的不同類型芥菜的基因組變異,也為芥菜基因組學研究建立了平臺,為尋找新的基因提供了線索。研究中鑒定出的新基因、單倍型,有望為不同用途芥菜的基因組選擇育種提供基因資源和科學依據(jù),有助提高育種效率、加速芥菜育種進程。(記者俞慧友 通訊員庹煉 康雷)

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關(guān)鍵詞: 芥菜 多樣性變異遺傳 基因組 選擇育種

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