研究人员对栽培花生进行基因组测序

2022-02-24 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:645 /
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一个国际科学家团队已经为栽培花生(花生)生产了高质量的基因组序列,花生是一种重要的谷物豆类和油料作物,年产量约为4400万吨。南卡罗来纳州斯图基花生的叶子和新挖的豆荚。图片信用:戴夫,又名授粉者/ CC BY-SA 3.0。像许多其他作物一样,栽培花生是杂交起源的,并且具有多倍体......

一个国际科学家团队已经为栽培花生(花生)生产了高质量的基因组序列,花生是一种重要的谷物豆类和油料作物,年产量约为4400万吨。

Leaves and freshly dug pods of Arachis hypogaea, Stuckey, South Carolina. Image credit: Dave, aka Pollinator / CC BY-SA 3.0.

南卡罗来纳州斯图基花生的叶子和新挖的豆荚。图片信用:戴夫,又名授粉者/ CC BY-SA 3.0。

像许多其他作物一样,栽培花生是杂交起源的,并且具有多倍体基因组,该基因组包含来自两个祖先物种的基本上完整的染色体组:杜兰花生和伊帕花生。

它的故事开始于几千年前的南美洲,在那里杜兰氏菌和伊帕氏菌的基因组在一次罕见的遗传事件中合并。

结果是一个复杂的基因组混合物,几乎和人类基因组一样大,大约有30亿个碱基对。

最初,佐治亚大学的科学家大卫·贝尔蒂奥利和他的同事分别对杜兰氏菌和伊帕氏菌的基因组进行了测序,使用的是从这两个物种而不是从栽培花生中提取的脱氧核糖核酸。这使得识别基因组的结构特征和驻留在基因组上的基因变得更加容易。研究人员在2016年的《自然遗传学》杂志上报道了这一进展。

现在,利用先进的脱氧核糖核酸测序设备,该团队已经对一颗商业种植的花生中的两个合并基因组进行了测序,即“Tifrunner”,填补了之前工作遗漏的知识空白。

这一最新进展产生了有趣的线索,包括杜兰氏菌的地理起源& # 8212;阿根廷北部的一个地区,被称为里奥赛科。

贝尔蒂奥利博士和合著者说:“从玻利维亚迁徙到那里的古代农民让杜兰氏疟原虫接触到了伊帕氏疟原虫。

Arachis ipaensis (left) and A. duranensis (right). Image credit: U.S. Department of Agriculture.

花生(左)和杜兰花生(右)。影像学分:美国农业部。

科学家们还通过杂交这两个古老的物种,并分析七代后代植物的结果,重建了这种基因组合并。

这揭示了在后代植物中发生的一种有趣的脱氧核糖核酸交换和缺失(消除)模式,这可能解释了今天在商业花生中看到的不同的种子大小、形状、颜色和其他特征。

脱氧核糖核酸交换是不寻常的,因为它发生在两个贡献的野生物种的两个“亚基因组”之间& # 8212;这是可能的,因为它们有很高的相似性。

研究结果发表在《自然遗传学》杂志上。

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节段异源四倍体花生的基因组序列。《自然遗传学》,2019年5月1日在线发表;doi:10.1038/s 14588-019-0405-z


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