寰宇农化网中语网报谈: 2012年11月26日,由北京市农林科学院、深圳华大基因研讨院和康奈尔大学等多家单元配合完成的西瓜基因组有关研讨松手在《当然•遗传学》(Nature Genetics)杂志发表。这项研讨为西瓜基础生物学研讨终点种质资源素养、抗病及遗传蜕变提供了珍爱资源,同期,也为葫芦科植物的进化和相比基因组学有关研讨提供了进击的数据复旧和脚迹。 ai 文爱 西瓜(Citrullus lanatus)在植物分类学中属于葫芦科西瓜属,原产于非洲,在五代时辰引入中国。西瓜大家年产量原意为9000万吨,为大家第五大生果豪侈品,同期亦然中国进击的经济生果之一。当代西瓜在阵势、大小、模式、口味和养分因素等方面,都有很大互异。而且西瓜的近缘野生种、亚种和变种颠倒多ai 文爱,具有丰富的遗传种种性。然则,近几十年来对其品性的定向给与和素养,使得西瓜品种的遗传基础越来越窄,这已成为制约西瓜遗传品性蜕变的进击瓶颈。 在本研讨中,科研东谈主员先对东亚西瓜素养品种97103进行了全基因组测序,构建了高质地基因组图谱。拼装后得回353.Mb的西瓜基因组,并将其中93.5%的序列定位到11条染色体上。西瓜基因组中重迭序列高达45.2%,而且发现在以前的450万年中,西瓜基因组中的长结尾重迭序列(LTR)远比在黄瓜中积存的快。都集基因组注视,研讨东谈主员共已然出23440个编码基因,而且左证之前测序的植物基因组,发现西瓜的编码基因显著富集在亚端粒区域。 在进化分析中,研讨东谈主员发现现在西瓜的11条染色体着手于7条染色体的古六倍型双子叶植物先人。具有7条染色体的双子叶植物先人,经过三倍化,变成了21条染色体的古六倍中间型。这种中间型在经过了81次基因分裂和91次基因交融,从而变成了如今西瓜这种11条染色体结构。 同期,研讨东谈主员还对20个不同亚种的西瓜进行了重测序,包括10个素养的vulgaris亚种(其中有5个东亚型和5个好意思洲型),6个半野生的mucosospermus亚种以及4个lanatus亚种。都集这些数据,研讨东谈主员对西瓜进行了种质遗传种种性评价。他们发现,lanatus亚种和其他两个亚种之间存在较大互异,而素养的亚种里面互异相对较小,尤其是vulgaris亚种好意思洲型里面之间。同期研讨还发现mucosospermus亚种是vulgaris亚种的近代先人。 在对其进行的抗病基因研讨中,研讨东谈主员筛选出了三类与抗病有关的基因,区分是核苷酸都集位点-亮氨酸重迭序列(NBS-LRR)、脂氧合酶(LOX)以及受体样基因眷属。他们发现许多抗病有关的基因在染色体上富集,这标明串联重迭可能是抗病基因进化的基础。研讨还发现多数的抗病基因在西瓜的驯化流程中缺失,同期也复旧了抗病材干差是性状定向给与所付出的代价这种不雅点。 研讨东谈主员对黄瓜和西瓜的韧皮汁液和维料理进行了转录组测序,发现这两个物种中维料理的基因集基本是一致的,但韧皮汁液中仅有50%-60%的转录组数据是一致的。GO富集分析标明,韧皮部的基因主要和应激或刺激有关,而西瓜中独到的转录因子,则与一些大分子的生物合成和卵白质代谢流程有关。值得详实的是,在西瓜的韧皮部含有118个转录因子,而在黄瓜中仅含有46个,但两种都有的有32个。 西瓜果实的熟悉是个复杂的流程,波及大小、模式、糖分和养分因素等的动态变化。研讨东谈主员还都集西瓜四个要道孕育期的果肉、果皮RNA-seq数据对其进行研讨,松手标明,在果肉和果皮熟悉流程中,波及细胞壁合成、类黄酮代谢以及退守响应等生物学流程的权贵变化,而类胡萝卜素、己糖和单糖代谢流程的权贵变化仅出现在果肉熟悉流程中。 华大基因该技俩慎重东谈主示意:“高质地西瓜基因组图谱的完成为西瓜的研讨翻开了新的一页。该图谱将促进西瓜抗性、品性等进击农艺性状基因的定位和调控采集的研讨,为通过分子育种进行西瓜品种蜕变奠定基础,同期还将促进葫芦科植物的进化研讨,以及糖分代谢机制等基础生物学研讨”