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    广东十一选五万能八码:北京市农林科学院破译玉米核心种质黄早四遗传改良“密码”

    文章来源: 科技日报       发布时间:2019-03-22

    湖北十一选5开奖结果 www.tt1e.net 玉米不仅是是世界第一大粮食作物,也是用作饲料、 化工和医用等的原料。近日,北京市农林科学院玉米研究中心赵久然团队揭示出了中国重要核心玉米种质黄早四及其衍生系的遗传改良历史,这也是全球首次对来自于中国的玉米自交系完成的denovo测序和基因组解析。研究结果发表在知名学术期刊《Molecular Plant》上。


    北京市农林科学院破译玉米核心种质黄早四遗传改良“密码”


    研究发现,在已发布的6个玉米材料基因组中,638个基因被聚类到264个黄早四特有基因家族中,其特有家族基因在基因组中并非均匀分布,而是富集分布在产量性状相关基因组区域中;串联重复事件是形成黄早四特有基因家族的重要原因。


    北京市农林科学院破译玉米核心种质黄早四遗传改良“密码”


    玉米是全球总产最大的粮食作物,具有丰富的表型和基因组多样性。中国作为世界上最大的玉米生产国之一,种质改良和自交系选育除了利用外引种质,也重视利用中国地方种质。玉米骨干自交系黄早四,就是来源于中国地方品种,于上世纪七十年代由北京市农林科学院和中国农业科学院作科所共同完成选育,具有适应性强、配合力高、株型紧凑、灌浆速度快等多方面优良性状。利用黄早四直接组配的玉米杂交种有近百个,如大面积推广的优良品种黄417、掖单2号等,利用黄改系组配的杂交种达数百个,包括目前的主导大品种郑单958、京科968等,已累计推广面积数十亿亩?;圃缢募叩挠旨壑凳蛊涑晌蜃檠Ш鸵糯а芯康闹匾牧?。


    北京市农林科学院破译玉米核心种质黄早四遗传改良“密码”


    该研究利用高通量测序技术,组装出2.2Gb玉米自交系黄早四基因组,预测出40893个蛋白编码基因,并与已公布的4个美国玉米骨干自交系(B73、Mo17、PH207和W22),以及玉米野生近缘种墨西哥大刍草的基因组进行比较基因组分析和蛋白基因家族聚类。发现其中37756个被聚类到20767个基因家族,24264个基因被聚类到6个基因组共有的11324个核心基因家族中;638个基因被聚类到264个黄早四特有基因家族中,且串联重复事件是形成黄早四特有基因家族的重要原因。通过对黄早四上游地方品种的基因组测序分析,从基因组层面推测黄早四来源于塘四平头和黄四平头。对黄早四上下游自交系的群体遗传研究表明,超过60%的选择消除信号聚集在IBD(Identity-by-desent)保守区域,并且与产量相关的基因/QTL在黄早四特征性选择区域(characteristic selected regions)中富集。同时研究发现,黄早四特有家族基因在基因组中并非均匀分布,而是富集分布在产量性状相关基因组区域中。


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    该研究首次提供了来源于中国的重要玉米骨干自交系黄早四的高质量基因组序列,揭示出黄早四及其衍生系的遗传改良历史,为玉米种内基因组遗传变异和遗传改良研究也提供了宝贵的数据资源。

    北京市农林科学院玉米研究中心、玉米DNA指纹及分子育种北京市重点实验室李春辉、宋伟等为该文章的共同第一作者,赵久然研究员、王元东研究员等为该文章的共同通讯作者。该研究得到了北京市科技计划课题(D161100005716002)、北京学者计划项目(BSP041)、北京市农林科学院科技创新团队建设项目(JNKYT201603)的经费支持。


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