重磅!青岛农大张忠华教授瓜类基因组研究成果发表于《自然 通讯》杂志

来源:网络  时间:2019-11-15 10:45:42

黄瓜、甜瓜、西瓜、葫芦、冬瓜、南瓜、丝瓜等瓜类作物属于葫芦科植物,起源于共同祖先,其产品器官是水果,但果实的形状和风味丰富多样,冬...

黄瓜、甜瓜、西瓜、葫芦、冬瓜、南瓜、丝瓜等瓜类作物属于葫芦科植物,起源于共同祖先,其产品器官是水果,但果实的形状和风味丰富多样,冬瓜的果实长度甚至可以长达1米。这些种类繁多的瓜类作物是如何在遗传水平上进化的,一直是科学上尚未解决的谜团。

11月14日,国际权威学术期刊自然传播在线发表了冬瓜基因组和变异组的研究成果,阐述了黄瓜、甜瓜、西瓜、葫芦、冬瓜和南瓜的基因组进化历史,揭示了冬瓜等果实驯化育种改良的分子机制。

本研究不仅为葫芦科植物的进化和物种形成提供了新的认识,而且为冬瓜等葫芦作物的分子生物学、基因组设计和育种研究奠定了基础,具有重要的科学和实用价值,研究结果是由多个单位完成的。青岛农业大学园艺学院张忠华教授是本论文的作者,负责整个项目的构思、设计和组织。

本研究首次绘制了冬瓜基因组图谱,揭示了甜瓜作物的遗传进化历史,发现冬瓜含有2.7万多个基因,重复序列的大量扩增使其基因组比其他瓜类作物的基因组大2~3倍。通过比较,研究人员发现冬瓜是所有已知瓜类作物中祖先基因数量最多的保守作物,推测所有瓜类作物都起源于一个具有15条染色体的祖先基因组,经过多次破碎和融合等事件后形成了丰富多彩的瓜类作物。

冬瓜分类驯化史

甜瓜的果实经历了一个从小到大的过程。本月2日,国际权威期刊自然遗传学分别报道了甜瓜和西瓜驯化史和果实品质的分子机理(张忠华教授是第一作者),但冬瓜驯化史尚未揭示,冬瓜大果的分子机制有待分析。

根据冬瓜精细基因组图谱,对146个冬瓜资源进行了分析,构建了包含1600万个单核苷酸多态性(SNPs)的全基因组遗传变异图,发现冬瓜果实大小起源于印度,果实生长经历了野生种、本地种和栽培种两步进化过程,数千个基因发生了变化,其中控制冬瓜果实大小的两个候选基因也在黄瓜、番茄和其他果实发育过程中起着重要作用。

(瓜类作物的基因组进化)

研究结果由广东省农业科学院蔬菜所、中国农业科学院蔬菜花卉研究所、青岛农业大学、中国农业科学院深圳农业基因组研究所、华北理工大学、加州大学戴维斯分校等单位进行。

青岛农业大学园艺学院张钟华教授是论文的最后作者。在此之前,张钟华教授作为(普通)第一作者或通讯作者,破译了黄瓜(第一次甜瓜作物)的基因组代码(自然学家,2009;)。通过对黄瓜驯化历史和多样性遗传机制(自然遗传学,2013年)的分析,揭示了甜瓜驯化历史和果实品质的分子机制(自然遗传学,2019),阐明了黄瓜所有雌花(植物细胞,2015年)的遗传机制,为黄瓜苦味物质的合成和调控机制提供了关键基因(科学,2014年)。这些工作为促进甜瓜作物研究进入组织学和全基因组分子设计与育种时代奠定了基础。本研究得到国家自然科学基金、广东省科技计划、国家重点研究开发项目、台山学者计划等资助。

链接:thewaxgourdgenomesofferinsightsintothegeneticpersityandancestralcucurbitkaryotype

资料来源:青岛农业大学新闻网

编辑:于克·科

负责任的编辑:周伟姜炎

把它给[看]。