????燕麥曾是土耳其安納托利亞地區小麥田中的雜草,在三千多年前被馴化,其基因組遺傳多樣性豐富,表現為基因組較大 (12.6 Gb,6x),具有類似馬賽克的染色體鑲嵌結構,導致燕麥染色體結構變異的進化事件知之甚少,而其二倍體野生種基因數量相似,是燕麥抗逆、適應性狀的基因寶庫。為此,珍稀瀕危植物保育研究組劉青團隊,采用基因組學技術,組裝燕麥野生種基因組序列,開展比較基因組學研究,研究結果加深人們對燕麥基因組起源的認識。
????中國科學院華南植物園植物科學研究中心劉青副研究員等科研人員通過基因組測序和組裝,獲得高質量的長穎燕麥 (Avena longiglumis,2n = 2x = 14) 基因組3.85 Gb,注釋40,845個蛋白質編碼基因 (圖1),并獲得耐鹽的轉錄組數據,為燕麥耐鹽基因的開發帶來新啟示。
????比較基因組學研究發現,燕麥屬野生種——長穎燕麥和異穎燕麥 (A. eriantha,2n = 2x = 14) 的共線性區域高度保守;二倍體野生種染色體易位發生在近端粒50 Mb的區域 (圖2),六倍體燕麥也存在類似的基因組間易位;確定燕麥屬發生過post-rho全基因組復制事件。該研究重構禾本科早熟禾亞科的進化史,為燕麥基因組輔助育種奠定重要的理論基礎,將推動燕麥野生種質資源應用。
????相關研究成果已近期發表在國際學術期刊Scientific Data和BMC Plant Biology上。華南植物園劉青副研究員 (第一作者) 和John Seymour Heslop Harrison教授為共同通訊作者,華南植物園涂鐵要副研究員、已畢業博士王梓維、碩士研究生熊圭參與該研究工作。該研究得到國家自然科學基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金、中國科學院華南植物園海外知名學者項目的資助。
論文鏈接:
Liu et al. Scientific Data,2024,https://doi.org/10.1038/s41597-024-03248-6
Liu et al. BMC Plant Biology,2023,https://doi.org/10.1186/s12870-023-04644-7
圖1. 長穎燕麥基因組特征分析
圖2. 早熟禾亞科代表種祖先核型重建
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