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研究人员对玉米基因组最全面遗传分析

核心提示:来自深圳华大基因研究院,美国加州大学戴维斯分校等17个研究机构组成的研究团队发表文章,完成了玉米基因组最全面的遗传分析,这些分析数据将有助于满足日益增长人口的营养需求。相关成果公布在遗传学权威期刊Nature Genetics杂志上。

  【中国生物产业网www.cnbioindustry.cn】2012年6月4日讯  深圳华大基因研究院,美国加州大学戴维斯分校等17个研究机构组成的研究团队近日发表文章,完成了玉米基因组最全面的遗传分析,这些分析数据将有助于满足日益增长人口的营养需求。相关成果公布在遗传学权威期刊Nature Genetics杂志上。

  

  文章的第一作者分别为深圳华大基因徐迅(Xun Xu,音译),以及加州大学戴维斯分校的三位研究人员,参与这项研究的中方研究人员还包括中国农业大学赖锦盛教授等。

  赖锦盛教授曾于2010年与华大基因等处研究人员共同分析了玉米骨干亲本的全基因组的单核苷酸多态性、插入/缺失多态性以及基因获得和缺失变异图谱,从而揭示了玉米中的杂交优势的机制。

  玉米是世界主要农作物之一,在很多国家被广为种植。玉米原产于中美洲,是一种喜温作物,生长期较长,需水量比高梁、谷子、大豆等旱粮作物要高,又分布很广,美国是世界上最大的玉米生产国,每年约出产2亿吨玉米,占世界总产量的40%以上。中国玉米产量居第二、巴西第三位。

  作为一种重要的农作物,很早之前,科学家就希望能绘制出这种植物的基因组图谱,2009年终于成功测序得出了玉米基因组的草图。但草图的完成并不代表我们对于这种古老的农作物有了全面的认识,还需要更深入的探索。在这篇文章中,研究人员就对玉米基因组进行了迄今为止最全面的遗传学分析。

  最新研究分析了一万年前野生玉米被驯化这段时间内,以及随后的繁殖发展阶段里玉米的进化。研究人员完成了75个玉米基因组的重测序,其中包括玉米野生型,传统栽培品种,以及改进后的现代品种。

  新玉米基因组研究发现:

  虽然在驯化过程中丢失了大量的多样性,但是在驯化后又形成新突变,增加了新的多样性。

  目前已发现数以百计的基因可能在从野生玉米驯化过程中发挥作用,并且这些基因对于现代育种似乎也很重要。

  最初驯化过程中的选择似乎比近代玉米育种中发生的选择强得多。

  现代杂种优势选育方法伴随出现了玉米基因表达的显著变化。

  这项研究采用了一种复杂的群体遗传学模型来分析玉米基因组的复杂性,通过这项研究,研究人员:

  在玉米基因组中找到了超过5500万个遗传标记,证明这一基因组在持续发生变化;

  野生型和驯化玉米中都经常出现基因的缺失,或者以不同拷贝数出现,这些变化都与重要的农艺特征相关联;

  在玉米“亲戚”之间存在大量的基因连续性,这说明环境适应perennialism,以及霜冻和干旱也许都能从野生群体传递给驯化玉米。

  作为人类社会的关键农作物之一,玉米长期以来都是人类生存的基本食物来源和主要的动物饲料原料。除此之外,从面包到软饮料,从鞋油到牙膏,众多生活必需品的加工都少不了玉米做原料。近年来,利用玉米制取乙醇燃料,更是成为新能源开发的一大趋势。乙醇需求连年激增,也迫切需要提高玉米种植面积和单位产量。

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实习编辑:Cassie

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