玉米是重要的糧食作物和飼料作物,對(duì)保障國家糧食安全、促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展等方面具有重要作用。發(fā)掘優(yōu)異育種材料是選育良種的關(guān)鍵,而溫帶玉米種質(zhì)資源相對(duì)有限,在一定程度上制約著玉米育種的發(fā)展。熱帶玉米材料具有遺傳多樣性豐富、抗性強(qiáng)、持綠性好等優(yōu)點(diǎn),其優(yōu)良基因可被用來改良溫帶玉米。
目前,玉米的參考基因組都是來自溫帶的玉米材料,而熱帶玉米基因組信息依然缺乏,影響了對(duì)一些優(yōu)勢(shì)農(nóng)藝性狀相關(guān)基因的挖掘。因此,組裝高質(zhì)量的熱帶玉米參考基因組對(duì)進(jìn)一步利用熱帶玉米優(yōu)勢(shì)性狀具有重要意義。
近日,Nature Genetics在線發(fā)表了由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴(yán)建兵教授研究組完成的題為Genome assembly of a tropical maize inbred line provides insights into structural variation and crop improvement的研究論文,公布了高質(zhì)量的熱帶玉米參考基因組,并*克隆了一個(gè)影響玉米粒重的關(guān)鍵基因。
該研究以熱帶小粒玉米品種(SK)為材料,組裝了高質(zhì)量的熱帶玉米參考基因組,其大小為2.32Gb,contig N50達(dá)到15.78Mb,共注釋獲得了43,271個(gè)基因。進(jìn)一步利用熱帶玉米SK基因組,溫帶玉米B73和Mo17基因組,以及521份玉米自交系的重測(cè)序數(shù)據(jù),該研究共鑒定出了80,164個(gè)多態(tài)性結(jié)構(gòu)變異,并構(gòu)建了玉米的結(jié)構(gòu)變異圖譜,為玉米重要農(nóng)藝性狀相關(guān)基因的定位提供了重要參考。
重要的是,該研究定位了一個(gè)同時(shí)控制粒型和粒重的數(shù)量遺傳位點(diǎn)qHKW1,克隆了ZmBAM1d基因(ZmBARELY ANY MERISTEM1d)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),這個(gè)基因正向調(diào)控玉米粒重,且過表達(dá)和敲除這個(gè)基因?qū)ζ渌r(nóng)藝性狀沒有影響。因此,該基因可用于提高玉米的產(chǎn)量,對(duì)玉米的遺傳改良具有重要作用。
據(jù)悉,華中農(nóng)業(yè)大學(xué)楊寧博士、劉杰博士和華大基因高強(qiáng)博士為該論文的共同*作者,嚴(yán)建兵教授為通訊作者。
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