偷偷撸改 西南科技大学白史且团队发布老芒麦高质地基因组，揭示老芒麦遗传基础和发祥进化经过|科学|变异

发布日期：2024-09-27 22:22    点击次数：118

偷偷撸改

老芒麦（Elymus sibiricus L.），又称西伯利亚披碱草、垂穗大麦草等，是禾本科小麦族披碱草属的方法种。看成一种异源四倍体植物（2n = 4x = 28，StStHH），老芒麦庸俗散布于欧亚大陆，是我国紧迫乡土草种，并展现出了丰富的遗传万般性和生态合乎性。因此，它被庸俗应用于高产东谈主工草地的建立和自然草地的复原与雠校职责中，在青藏高原草地畜牧业发展和草原生态建立方面弘扬着紧迫作用。

近期，四川省草原科学商讨院/西南科技大学白史且/鄢家俊团队连系扬州大学严学兵团队和四川农业大学马啸团队在bioRxiv在线发表了题为A high-continuity and annotated reference genome of allotetraploid Siberian wildrye (Elymus sibiricus L., Poaceae: Triticeae)的商谈判文，公布了染色体级别的“川草2号”老芒麦参考基因组序列，对老芒麦的基因组序列及群体基因组数据进行了深度挖掘，揭示了老芒麦遗传基础和发祥进化经过。

“川草2号”老芒麦（Elymus sibiricus L. cv. Chuancao No. 2）是由中国四川省草原科学商讨院选育的优良老芒麦品种，因其产量高和抗逆性强的特质，在青藏高原地区被庸俗应用。前期通过流式细胞仪的造访商讨，初步估算了“川草2号”老芒麦的基因组大小约为6.74 Gb。在此基础上，本商讨整合了单分子测序（PacBio，97.34X）和双结尾测序（Illumina，68X）工夫，完成了“川草2号”老芒麦基因组的高质地从新拼装，其基因组大小为6.57 Gb，Contig N50 达到了4.46 Mb。进一步通过461.17 Gb的Hi-C测序数据，到手将6.53 Gb的基因序列挂载到14条染色体上，其中St亚基因组和H亚基因组折柳包含3.15和3.37 Gb的基因序列（图1）。这一后果记号着国外上初次得回了达到染色体级别的“川草2号”老芒麦参考基因组序列。

图1 染色体级别的“川草2号”老芒麦参考基因组图谱偷偷撸改

染色体级别的“川草2号”老芒麦参考基因组图谱的得回，有助揭示老芒麦基因组大小变异的动态历史相等进化轨迹。商讨东谈主员通过比拟基因组学，规画出老芒麦的H亚基因组与大麦的H亚基因组的遗传距离较近，况且Gypsy (RLG)和未分类逆转座元件（RLX）是老芒麦基因组扩增的主要孝顺者（图2）。此外，古染色体进化分析的阻抑标明老芒麦H和St亚基因组中的3号染色体（Es3St和Es3H），在小麦族中具有高度保守的进化方法。值得驻防的是，通过基因组之间的共线性分析，咱们发现老芒麦H亚基因组上4号染色体（Es4H）和6号染色体（Es6H）之间存在较大的易位片断，况且这个较大的结构变异与老芒麦的抗性商量（图3）。

图2 比拟基因组及LTR插入分析

图3 “川草2号”老芒麦基因组进化及结构变异（易位）分析

基于“川草2号”老芒麦参考基因组数据，开展了老芒麦的群体基因组学商讨。通过对来自我国东北、西北、华北和青藏高原地区的90份老芒麦野生种质进行重测序分析，不仅从SNP和INDEL水平揭示了老芒麦当然群体的遗传万般性，还初次提议了青藏高原是老芒麦发慈祥发展中心的不雅点。这项商讨为老芒麦的遗传进化和环境合乎性商讨提供了可贵的数据接济。

图4 老芒麦野生种质的群体万般性分析

到手画图“川草2号”老芒麦参考基因组细巧图谱并探究老芒麦当然群体的遗传万般性，不仅有助于真切交融老芒麦的遗传基础和分子机制，而且为揭示老芒麦在不同生境下的合乎机制和进化历史提供了关节信息。此外，这一后果有助于加快发掘老芒麦的优异新基因及训诲优异新品种。同期，真切了解老芒麦的遗传布景故意于促进大家野生老芒麦种质资源的遗传保护，这对以前披碱草属优异种质资源的保护、发掘与育种利器用有紧迫的策略道理。

作家简介

爱色电影

白史且，1964年生，彝族，二级教悔、博士，博士生导师，永久从事乡土草种质资源挖掘与育种愚弄职责，现任西南科技大学农业科技商讨院院长，中国草学会副理事长，曾任四川省草原科学商讨院院长。首批万东谈主瞎想天府了得科学家，享受国务院独特津贴大师，中国乡土草基因组瞎想首席科学家，国度牧草产业工夫改进策略定约首席科学家，国度公益性行业科技专项首席科学家。选育草品种19个，制定轨范52项，获国度科技向上二等奖2项（第一、第五）和神农中华农业科技奖优秀团队奖（第一）偷偷撸改，首批世界林草科技改进团队首席。