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西瓜進化馴化機制首次被系統揭示

來源:第一蔬菜網  作者:第一蔬菜網  2019-11-21  瀏覽:5312  字號:[ ]  背景顏色:  
  北京市農林科學院蔬菜中心許勇團隊聯合國內外多家科研機構完成了新一代西瓜基因組精細圖譜繪制和馴化歷史解析,首次系統揭示了西瓜果實品質性狀進化的分子機制,奠定了我國在西瓜基因組學與分子育種技術研究領域的國際領先地位,其研究論文《Resequencingof414cultivated和wildwatermelonaccessionsidentifiesselectionforfruitqualitytraits》于11月1日在《NatureGenetics》在線發表。

  據悉,該研究采用單分子測序、光學圖譜與Hi-C三維基因組聯合分析策略,完成了全新一代西瓜基因組高質量精細圖譜繪制,基因組組裝大小365Mb,N50提高到21.9Mb,包括138個scaffold,是迄今為止最高質量的西瓜基因組序列圖譜。

  在此基礎上對覆蓋世界上現存的西瓜屬全部7個種的414份代表性西瓜種質資源開展了基因組變異分析,共鑒定獲得約1973萬個SNP位點。通過群體結構分析,在基因組水平上證實了非洲蘇丹地區西瓜資源與高糖栽培西瓜的祖先遺傳關系最近,并發現黏籽西瓜是距現代栽培西瓜親緣關系最近的種群且具有共同的祖先?;蚱频茸C據表明飼用西瓜與這兩個種群之間可能存在獨立進化,首次從全基因組層面明確了西瓜7個種之間的進化關系。

  研究通過GWAS分析鑒定獲得了與果實含糖量、瓤色、果實形狀和種子顏色等多個重要農藝性狀關聯的43個信號位點,系統解析了野生西瓜到栽培西瓜的馴化歷史,鑒定獲得了果實大小、果肉含糖量、苦味等重要品質性狀的候選基因,并對α-半乳糖苷酶基因ClAGA2等重要基因進行了功能驗證。研究還發現了人類利用野生西瓜種質進行抗性改良的基因組滲入痕跡,揭示了人類及動物活動在西瓜品質形成進化中的重要作用,為西瓜功能基因深入研究及優異基因資源的利用提供了重要數據支撐和理論基礎,具有重要實踐意義和科學價值。

  北京市農林科學院郭紹貴和孫宏賀、中國農科院趙勝杰和林濤、美國康奈爾大學王昕和吳珊為論文共同第一作者。許勇研究員、劉文革研究員、費章君教授和黃三文研究員為共同通訊作者。本研究受到國家自然科學基金重點項目、國家七大作物育種重點研發計劃、北京學者、西甜瓜產業技術體系等項目資助。
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