科技日报记者 王建高 通信员 周维维
黄瓜、甜瓜、西瓜、葫芦、冬瓜、南瓜、丝瓜等瓜类作物都属于葫芦科,发源于配合的先人,其产物器官都是果实,但果实的形态和风味丰硕多样,冬瓜的果实长度乃至可长达1米之多。这些种类繁多的瓜类作物在基因程度上是若何演变构成的,一向是科学上的未解之谜。
11月14日,国际权势巨子学术期刊《天然•通信(Nature Communications)》在线颁发了青岛农业年夜学园艺学院张忠华传授团队冬瓜基因组和变异组研究功效,说明了黄瓜、甜瓜、西瓜、葫芦、冬瓜和南瓜等瓜类作物的基因组演变汗青,揭露了冬瓜等果其实驯化和育种改进进程中由小变年夜的份子机制。该研究不但为葫芦科进化和物种构成供给了新看法,并且为冬瓜等瓜类作物份子生物学研究和全基因组设计育种奠基了根本,具有主要的科学和利用价值。该功效由多个单元配合协作完成,青岛农业年夜学园艺学院张忠华传授为论文通信作者,负责全部项目标构想、设计和组织。
该研究初次绘制了冬瓜的基因组邃密图谱,并据此揭露了瓜类作物的基因演变汗青。研究发现,冬瓜含有2万7千多个基因,反复序列的年夜量扩增致使其基因组比其它瓜类作物年夜2-3倍。研究职员经由过程比力发现,冬瓜是所有已知瓜类作物中保存先人基因状况最多的最守旧的作物,以此揣度出所有瓜类作物发源于一个具有15条染色体的先人基因组,颠末屡次断裂和融会等事务后,构成了今朝丰硕多彩的瓜类作物。
瓜类作物的果实都履历了由小变年夜的进程。11月2日,国际权势巨子期刊《天然•遗传学(Nature Genetics)》别离报导了甜瓜和西瓜的驯化汗青和果实品质的份子机制(张忠华传授为配合第一作者),但冬瓜的驯化汗青还没有揭露,冬瓜巨型果实的份子机制也有待解析。在冬瓜基因组邃密图谱的根本上,本研究又阐发了146份冬瓜资本,构建了一张包罗1600万个单核苷酸多态性位点(SNPs)的全基因组遗传变异图谱。研究发现,冬瓜发源于印度,果实变年夜履历了野生种-处所种-栽培种两步进化进程,有上千个基因产生了转变,此中两个节制冬水果实年夜小的候选基因还在黄瓜、西红柿等果实发育进程中起到主要感化。
该功效由广东省农业科学院蔬菜所、中国农业科学院蔬菜花草研究所、青岛农业年夜学、中国农业科学院深圳农业基因组研究所、华北理工年夜学、加州年夜学戴维斯分校等单元配合协作完成。青岛农业年夜学园艺学院张忠华传授是该论文最后通信作者,此前,张忠华传授作为(配合)第一或通信作者破译了第一个瓜类作物-黄瓜的基因组暗码,解析了黄瓜的驯化汗青和多样性遗传机制,揭露了甜瓜的驯化汗青和果实品质的份子机制,说明了黄瓜全数开雌花的遗传机理,并为黄瓜苦味物资合成和调控机理解析供给了关头基因,这些工作为鞭策瓜类作物研究进进组学时期和全基因组份子设计育种奠基了根本。
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