高质量油菜基因组图谱发布

2020-01-20
 

中国科学报  李晨

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高质量的油菜基因组图谱 供图:华中农大

近日,《自然—植物》在线发布了8个甘蓝型油菜品种(材料)的高质量参考基因组。华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室油菜团队与生物信息团队以此为基础解析了油菜生态型分化的遗传和分子基础。该研究为进一步解析甘蓝型油菜基因组结构、加速油菜品种改良提供了重要资源,对重要农艺性状基因定位和克隆有重要意义。

油菜是世界第三大油料作物,提供全球13-16%的食用植物油。约7500年前,地中海地区出现白菜和甘蓝自然杂交产生的甘蓝型油菜。20世纪被引入中国、澳大利亚和北美后,甘蓝型油菜在自然和人工选择下经历了适应性变化并逐步形成三种不同生态型(冬性油菜、半冬性油菜和春性油菜)。

油菜是异源四倍体作物,具有复杂的基因组,已发布油菜参考基因组的质量和代表性不足以满足油菜功能基因组学研究和遗传改良的需求。因此,该研究通过整合数据,对8个代表性甘蓝型油菜的基因组进行了组装和注释。其中,ZS11 Contig N50超过3.1 Mb,是目前最完整的油菜参考基因组。

为了研究人员更方便地利用多个基因组,该研究以共线性直系同源基因为纽带首次构建了油菜种内索引Gene Index。通过比较基因组学方法,绘制了8个基因组的综合变异图谱,这些变异对油菜至少9.4%的编码基因产生了大效应影响。油菜泛基因组和核心基因组架构为功能基因研究和遗传育种提供了新的重要资源。