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芒种 生物之美 六倍体栽培燕麦基因组揭秘

芒种 生物之美 六倍体栽培燕麦基因组揭秘

(Nature 封面研究)

科学研究构建了粮食安全的基石,丰富的栽培资源是应对全球气候变化和粮食安全的保障。

我们每天享用的食物,都来自于几代栽培、育种人的努力。

六倍体栽培燕麦(Avena sativa L.)有六组染色体,具有复杂的进化历史。在本周的顶级学术期刊Nature上,Nick Sirijovski和他的同事展示了一个高质量的萨提娃参考基因组,以及它的近亲二倍体长吻燕麦和四倍体岛叶燕麦的参考基因组。

通过检查这三个基因组,研究人员能够追踪作物进化过程中的基因组重组。他们还能够绘制重要农艺性状的基因图谱,突出与人类健康和营养相关的基因家族。

随着健康和可持续性在全球议程上的重要性,该团队希望这一新资源将支持基因组学辅助育种和性状研究,以应对这些挑战和更多挑战。

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大陆:

燕麦是重要的禾谷类作物,其作为主要的多倍体作物,在生物量、活力和对环境变化的适应性方面均具有显著优势,在应对粮食安全挑战中发挥独特作用。目前,许多具有重要商业价值的作物基因组已被测序和组装,为其重要性状的遗传改良和高产优质品种选育提供了重要参考。但燕麦基因组测序工作进展缓慢,主要因为普通栽培燕麦作为六倍体基因组庞大、重复序列含量高且其中两个亚基因间有较高的同源关系导致其基因组测序组装非常困难。中国作为六倍体栽培裸燕麦的起源和主要种植中心,构建其参考基因组对大陆特有的裸燕麦种质资源进行深入研究具有重要的战略意义。

2021年6月30日,由白城市农业科学院国家燕麦荞麦产业技术体系首席科学家任长忠领衔的燕麦研究团队联合四川农业大学和中科院遗传所选用目前最新的三代超长读长测序技术并辅助Hi-C染色体构象捕获技术,对来源于大陆裸燕麦起源中心山西五寨的传统裸燕麦地方品种“三分三”进行全基因组测序组装,首次发布了六倍体栽培裸燕麦的高质量参考基因组序列。这不仅填补了六倍体栽培裸燕麦缺少高质量参考基因组的空白,更为多倍体物种基因组组装和进化研究提供了重要参考。

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