中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所聯(lián)合中國(guó)科技大學(xué)、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院種質(zhì)資源與生物技術(shù)所、北京貝瑞和康生物技術(shù)有限公司等,對(duì)中國(guó)國(guó)審大豆品種“中黃13”(Gmax_ZH13)的基因組進(jìn)行從頭組裝,*終得到1.025 Gb的基因組序列,包含20條染色體和1條葉綠體。
大豆起源于中國(guó),古稱“菽”,約在5000年前由其野生種馴化而來(lái),隨后廣泛傳播于世界各地。大豆在引種和改良過(guò)程中產(chǎn)生了遺傳瓶頸效應(yīng),使來(lái)自不同主產(chǎn)區(qū)的大豆品種間具有顯著的遺傳變異。目前廣泛采用的大豆參考基因組來(lái)源于美國(guó)品種“Williams 82”。該單一品種的基因組并不能完全代表所有大豆的遺傳變異,特別是和美國(guó)地理距離遙遠(yuǎn)具有明顯遺傳變異的亞洲品種。此外,功能研究發(fā)現(xiàn)該基因組存在多處組裝錯(cuò)誤,影響了功能基因的定位挖掘。
合作團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用單分子實(shí)時(shí)測(cè)序、單分子光學(xué)圖譜和高通量染色體構(gòu)象捕獲技術(shù),分析得出“中黃13”基因組Contig N50為3.46 Mb,Scaffold N50為51.87 Mb,是目前連續(xù)性*的植物基因組之一。進(jìn)一步分析,Gmax_ZH13和Williams 82基因組之間存在著大量的遺傳變異,包括1404個(gè)易位事件、161個(gè)倒位事件、1233個(gè)倒位易位事件,以及在Gmax_ZH13中出現(xiàn)的505506個(gè)小插入/缺失和17409個(gè)大插入/缺失。
該研究整合大量轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)為Gmax_ZH13基因注釋基因構(gòu)建了一個(gè)完整的基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò),得到26個(gè)可能控制大豆開(kāi)花時(shí)間的基因,并利用自然群體遺傳變異和表型差異的關(guān)聯(lián)對(duì)其中部分基因進(jìn)行驗(yàn)證,為重要農(nóng)藝性狀基因的挖掘提供了新思路。Gmax_ZH13基因組的發(fā)表為大豆基礎(chǔ)研究提供了重要資源,為國(guó)產(chǎn)優(yōu)異大豆品種的培育奠定了基礎(chǔ)。
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