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  • 組裝高質量的基因組圖譜是野生大麥優良基因挖掘和功能解析的前提和基礎

    2022-09-05 20:00 | 云南生活網

    野生大麥是現代栽培大麥的祖先,具有良好的抗病和耐逆性。野生大麥與栽培大麥具有雜交可育性,其豐富的遺傳變異是栽培大麥品種可選育的優良基因資源。組裝高質量的基因組圖譜是野生大麥優良基因挖掘和功能解析的前提和基礎。

    近日,長江大學農學院張文英教授團隊和澳大利亞技術科學與工程院院士李承道教授團隊合作,在植物科學一流雜志Plant Biotechnology Journal在線發表研究論文,揭示了基因組結構變異在野生大麥生態適應中的意義與作用機制。

     

    該研究利用三代納米孔測序技術,結合Hi-C技術和BioNano光學圖譜組裝了兩個分別來自以色列卡梅爾山“進化峽谷”南、北坡的野生大麥高質量基因組圖譜,并利用比較基因組學,鑒定了大量的染色體結構變異。

    研究同時對南、北坡兩個微生態環境的22份野生大麥材料進行了二代全基因組測序,利用群體遺傳學和轉錄組學,從群體水平分析了結構變異對大麥生態適應性的影響。

    研究揭示:兩個群體之間具有持續基因流動,單核苷酸多態性和小的結構變異通過局部適應與基因水平的遺傳分化相關;相反,大的染色體倒位可能通過抑制染色體重組和基因流動,形成染色體基因組分化的異質模式;研究以抗旱和開花時間為例,解析了功能基因的結構變異在局部適應和表型分化中的作用。

    該研究為通過基因組研究環境適應性的遺傳基礎提供了新的思路,并為栽培大麥的遺傳改良提供了寶貴的基因資源。

     

    長江大學農學院是湖北省首批綜合改革試點學院,擁有3個一級學科。其中,作物學為湖北省“雙一流”建設學科,植物保護學為省級重點學科。學院擁有一支高水平的師資團隊,科研基礎雄厚,有8個省部級科研平臺,還有占地面積達2200畝的校內科研實習基地。今年以來,學院大麥功能基因組研究團隊已經先后取得了Frontiers in Plant Science、Plant Physiology and Biochemistry等一系列突破性的研究成果。

    未來,學院將繼續堅持以“立德樹人”為根本,以“強農興農”為己任,圍繞一流學院和一流學科發展目標,進一步優化學科方向和布局,努力產出更多優秀的科研成果,全面服務湖北區域經濟社會發展,為推進農業農村現代化和鄉村全面振興作出更大貢獻!

    拓展閱讀:

     

    張文英,現任長江大學農學院二級教授、博士生導師、副院長,長江大學作物抗逆技術研究中心主任。主要研究領域為大麥功能基因組、作物非生物逆境抗性機理。先后主持完成國家自然科學基金2項,省部級科研項目8項,曾獲湖北省科技進步獎二等獎2項、農業農村部神農中華農業科技獎二等獎1項,湖北省教學成果獎一等獎2項。在各類期刊發表學術論文162篇,出版編著1部,主編教材4部,以第一發明人獲國家授權專利11項,參與審定小麥新品種2個、制定地方標準2項。

     

    李承道,長江大學1984級校友,澳大利亞技術科學與工程院院士?,F為西澳大利亞基礎工業和農村發展部首席科學家、西部作物聯合中心主任、莫道克大學教授。長期致力于大麥遺傳育種研究,取得了一系列突出成就。構建了優質啤酒大麥高效育種體系,先后主持育成Baudin、Vlaming、Hamelin、Roe、Hannan等大麥品種。揭示了大麥物候學、麥芽品質、抗逆性等方面的分子遺傳機制,先后在Nature等國際期刊發表高質量學術論文170余篇,出版專著4部,是作物基因組、泛基因組研究領域的國際領軍人物。

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