新華社廣州2月29日電(記者熊嘉藝)記者28日從廣東省農業(yè)科學院了解到,該院作物研究所花生團隊通過大規(guī)模的花生種質資源群體基因組重測序,構建出花生全基因組變異圖譜,并闡明了中國花生的引進與傳播途徑,揭示了花生遺傳改良的分子機制,為全球花生研究提供了豐富的基因組數(shù)據資源。研究成果近日發(fā)表在國際期刊《自然·遺傳學》上。
花生是我國的主要油料和經濟作物之一,起源自南美洲,后廣泛傳播,經過自然演變和人工馴化,產生了大量高產優(yōu)質的地方品種和育成品種。然而,受制于基因組測序研究水平,對于花生基因組水平遺傳變異及關鍵性狀的遺傳基礎仍缺乏系統(tǒng)解析。
對此,研究團隊通過對全球范圍內收集的390份花生種質資源重測序,構建了包含880萬個單核苷酸多態(tài)性的花生全基因組變異圖譜。通過對“粵油7號”經典系譜測序,鑒定到2064個在育種中保留的核心基因模塊,解析了我國南方花生遺傳改良的分子遺傳機制。此外,通過對28個重要農藝性狀的全基因組關聯(lián)分析,獲得了上萬個顯著性關聯(lián)位點;通過候選基因分析,挖掘到調控花生株型和含油量的新基因,為分子育種提供優(yōu)異基因資源。
花生作為一種重要的油料作物,對穩(wěn)定我國油料產能具有重要意義。論文第一作者、廣東省農業(yè)科學院作物研究所花生研究室主任魯清介紹,含油量相關新基因的挖掘是花生研究的一個重要方向,找到調控花生含油量的關鍵基因,就找到了培育高產高油新品種的鑰匙,而從全基因組層面、從數(shù)百萬個變異位點中進行大規(guī)模樣本的綜合解析,在此研究領域尚屬首次。
此外,研究還闡明了中國花生的引進與傳播途徑。研究團隊通過系統(tǒng)發(fā)育和種群結構分析,初步證實了我國花生引入后,分別形成了以華北和珠江流域為核心區(qū)域的兩大栽培中心,并且兩個主要花生產區(qū)在長期育種過程中頻繁進行基因交換。基因流推斷分析表明我國北方地區(qū)的花生類群的基因流主要來自北美洲,而中國南方的花生則是從南亞和東南亞遷移而來,這也初步印證了多個農史資料的結論。