大麥基因組研究取得重大突破

瀏覽：1205 | 時(shí)間：2021-03-05 | 信息來源：

圖. 染色體構(gòu)象捕獲分析。a.接觸概率隨距離的衰減；b.染色體內(nèi)接觸矩陣；c. 間期染色體Rab1構(gòu)型的圖解模型；d.大麥葉的間期核；e. 染色體間接觸矩陣；f.第一和第二特征向量相互作圖。

在國家自然科學(xué)基金海外及港澳學(xué)者合作研究基金項(xiàng)目以及重點(diǎn)項(xiàng)目等資助下，澳大利亞默多克大學(xué)西部大麥聯(lián)盟主任李承道教授團(tuán)隊(duì)和浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院張國平教授團(tuán)隊(duì)參與的國際大麥測(cè)序聯(lián)盟（International Barley Genome Sequencing Consortium，IBSC）在大麥基因組研究上取得了重大突破。該聯(lián)盟主要成員來自德國、英國、澳大利亞、中國和丹麥等國家。相關(guān)研究成果以“A chromosome conformation capture ordered sequence of the barley genome”（利用染色體構(gòu)象捕獲技術(shù)進(jìn)行大麥基因組測(cè)序）為題以Article的形式于2017年4月27日在線發(fā)表在Nature上。論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1038/nature22043。該文被列為自然雜志當(dāng)期的封面故事，同時(shí)還刊登了題為“基因組學(xué)：大麥基因組破解”的新聞報(bào)道。

大麥?zhǔn)侨虻谒拇蠛坦阮愖魑?，且集飼用、啤用和糧食作物于一體，在我國曾是栽培面積達(dá)一億畝以上的重要農(nóng)作物之一。高質(zhì)量的大麥基因組參考序列是大麥遺傳與育種研究取得突破性成果的重要支撐。大麥基因組全長5.1 Gb，約為水稻基因組的11倍，含有3.9萬多個(gè)蛋白編碼基因，且多數(shù)為多拷貝，形成了復(fù)雜的基因家族，并富含轉(zhuǎn)座因子，因此全基因組測(cè)序工作難度巨大。國際大麥測(cè)序聯(lián)盟耗費(fèi)了近10年時(shí)間，綜合運(yùn)用包括染色體構(gòu)象作圖和生物納米作圖等多種最先進(jìn)的測(cè)序和組裝技術(shù)，利用約2.5Tb大麥基因組測(cè)序數(shù)據(jù)，組裝完成了一個(gè)包含4.79 Gb的大麥高質(zhì)量參考基因組序列，每條染色體均被排成一個(gè)線性分子，其中94.8%的組裝序列明確定位在大麥各條染色體上。這是科學(xué)家首次對(duì)大麥在長達(dá)一萬年之久的馴化與選擇過程中基因組發(fā)生遺傳侵蝕（genetic erosion）的全面剖析，為有效拓寬栽培大麥日趨狹窄的基因庫提供了應(yīng)對(duì)策略。以此為基礎(chǔ)，中、澳等國的科學(xué)家共同對(duì)他們長期關(guān)注的大麥麥芽品質(zhì)相關(guān)基因進(jìn)行了深入分析，明確了大麥麥芽品質(zhì)相關(guān)基因的結(jié)構(gòu)變異，為高品質(zhì)大麥育種指明了方向，該工作對(duì)大麥種質(zhì)資源利用及相關(guān)基因的克隆和鑒定工作都具有重要意義。上述研究成果也證明了張國平課題組提出的“我國的青藏高原及其周邊地區(qū)是世界栽培大麥的一個(gè)重要進(jìn)化和起源中心”論點(diǎn)。這些研究成果對(duì)我國大麥，尤其是西藏野生大麥研究工作的又一重要貢獻(xiàn)，顯著提升了我國大麥研究的整體水平和在國際同行中的地位，并將有力地推動(dòng)我國大麥遺傳育種研究以及產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

大麥基因組研究取得重大突破

關(guān)于維石

快速導(dǎo)航

聯(lián)系我們

關(guān)注我們