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Nature Plants | 通过泛基因组揭示向日葵基因的遗传多样性

花匠小妙招
2024-11-25 20:36

由于种群瓶颈和驯化过程中的人工选择，许多农作物的遗传变异性与其野生祖先种相比显著降低，但这些遗传多样性变化的起源仍然知之甚少。而对某种作物及其野生祖先种基因组信息的开发，可以阐明对该作物有益和不良性状的遗传基础。近些年，作物泛基因组（Pan-genomes）的开发可以更全面的捕获基因库中包含的基因组变异信息，有利于作物育种及相关研究的进行【1】。

向日葵具有典型的驯化综合症，与其祖先相比形态及生态差异很明显。但是由于其在进化过程中与许多野生近缘种杂交，栽培种向日葵的遗传变异性仍然很高【2】。近日，加拿大University of British Columbia的Sariel Hübner等在Nature Plants在线发表了一篇题为 Sunflower pan-genome analysis shows that hybridization altered gene content and disease resistance 的研究论文，对向日葵进行了泛基因组开发，表征了向日葵的遗传多样性并量化了野生近缘种的贡献。

该研究对向日葵的287个栽培品系、17个美国当地品系和189种野生种质进行了重测序分析，发现栽培种向日葵泛基因组包含61205个基因，其中27％在不同基因型中存在变异，栽培种向日葵的泛基因组中大约10％是来源于野生近缘种的渗入。

该研究进一步分析了向日葵 GO（Gene ontology），发现与生物应激相关的基因在渗入区域显著富集。使用 SAM（sunflower association mapping）群体进行了针对霜霉病抗性的全基因组关联研究（GWAS，genome-wide association study），表明野生近缘种的渐渗有助于改善栽培品种的抗病性。总的来说，该研究表明，这种野生近缘种的渐渗不仅可以增强等位基因的多样性，而且还增加了作物泛基因组中基因的总数。

SAM群体中的基因组变异

参考文献

【1】Medini, D. et al. Microbiology in the post-genomic era. Nat. Rev. Microbiol. 6, 419–430 (2008).

【2】Burke, J. M., Knapp, S. J. & Rieseberg, L. H. Genetic consequences of selection during the evolution of cultivated sunflower. Genetics171, 1933–1940 (2005).

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