我国科学家构建出花生全基因组变异图谱

2024-02-28 13:21:32 来源：科技日报

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2月27日，记者从广东省农业科学院获悉，该院作物研究所花生团队通过大规模的花生种质资源群体基因组重测序，构建出花生全基因组变异图谱，并阐明了中国花生的引进与传播途径，揭示了花生遗传改良的分子机制。该研究成果近日在线发表于《自然·遗传学》。

花生是我国重要的油料和经济作物之一。然而，受制于较低的基因组测序研究水平，当前我国对花生基因组水平遗传变异及关键性状的遗传基础仍缺乏系统解析，严重制约了花生种质的改良及产业发展。

“作物种质资源的创新与利用，是当前和未来作物遗传改良最重要的内容。”论文第一作者、广东省农业科学院作物研究所花生研究室主任鲁清说，2019年，研究团队正式启动花生大规模种质资源的全基因组重测序项目。

研究团队筛选出390份代表性的核心花生种质，对其进行重测序，构建了一张包含880万个单核苷酸多态性的花生全基因组变异图谱。研究人员对28个重要农艺性状进行了全基因组关联分析，获得了上万个显著性关联位点。通过候选基因分析，研究人员挖掘到调控花生株型和含油量的新基因，为分子育种提供优异基因资源。

“含油量相关新基因的挖掘是花生研究的重要方向。找到调控花生含油量的关键基因，就找到了培育高产高油新品种的‘钥匙’。”鲁清介绍，从全基因组层面、从数百万个变异位点中进行大规模样本的综合解析，这在该研究领域尚属首次。

起源于南美洲的花生是如何引进我国并广泛传播的呢？“我们通过系统发育和种群结构分析，初步证实了我国花生引入后，分别形成了以华北和珠江流域为核心区域的两大栽培中心，且两个主要花生产区在长期育种过程中频繁进行基因交换，形成了我国丰富的花生基因资源库。”研究团队首席科学家梁炫强介绍，研究表明，我国北方地区花生类群的基因流主要来自北美，而中国南方的花生则是从南亚和东南亚迁移而来，这也初步印证了多个农史资料的结论。

此外，研究团队还通过对南方产区经典系谱11个品种测序，鉴定到2064个在育种中保留的核心基因模块，解析了我国南方花生遗传改良的分子遗传机制。

“该研究提出了深入理解花生遗传多样性和传播演化进程的重要线索，为全球花生的遗传改良和育种策略的优化提供了重要的遗传资源。”研究团队学科带头人陈小平透露，下一步将开展花生泛基因组研究，挖掘新的基因资源。同时，基于获得的基因组关键结果，开发花生高效的分子育种技术体系，建立花生基因/基因组设计育种，实现从基因组的理论突破到遗传育种的实际应用。