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5月29日，四川農業(yè)大學官網發(fā)布消息稱，該校國家重點實驗室、水稻研究所李仕貴與欽鵬教授團隊聯(lián)合中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所梁承志研究員團隊分析揭示了水稻基因組中的“隱藏”變異。
這一研究成果以《基于33個水稻遺傳多樣性材料的泛基因組分析揭示“隱藏”的基因組變異》為題，于北京時間5月28日深夜由國際著名學術期刊《細胞》在線發(fā)表。
在該項研究中，四川農業(yè)大學和中科院團隊選取了具有高度代表性的33個水稻材料，采用最新的第三代基因測序技術，對其中31份材料進行了長片段測序、高質量基因組組裝及基因注釋。結合已報道的日本晴和蜀恢498兩個材料的參考基因組，經過系統(tǒng)比較分析，共鑒定到171072個基因結構性變異和22549個基因拷貝數(shù)變異。
團隊研究人員表示，這些基因組變異無法利用傳統(tǒng)手段鑒定到，絕大多數(shù)在先前研究中均未發(fā)現(xiàn)，但在重要農藝性狀調控中發(fā)揮重要作用。如著名優(yōu)質稻品種“越光”中一個早熟位點qDTH7-3，很可能就是由OsMADS18基因在“越光”產生兩個拷貝，導致基因表達量升高從而表現(xiàn)早熟表型。
“亞洲人和非洲人之間基因是有差異的，如果只研究非洲人的基因怎么能夠掌握整個人類的基因信息呢？”欽鵬說，傳統(tǒng)基因組學研究就有這樣的弊端。它將不同堿基以線性的形式存儲于染色體上，并且多基于一個參考基因組來獲取一個物種的基因信息。但是，線性基因組不能同時體現(xiàn)一個物種中不同個體的遺傳變異情況。
欽鵬進一步介紹說，大片段的插入、缺失、拷貝數(shù)等變異類型也無法有效鑒定。因此，構建囊括一個物種所有遺傳信息的新型存儲形式的泛基因組，已成為當前基因組學研究的重要任務?！岸鴪D形基因組的出現(xiàn)正好解決了這一難題。它突破了傳統(tǒng)線性基因組只能存儲一個個體遺傳信息的局限性，可以存儲、展示某類群中不同個體的遺傳變異信息，從而真正代表一個類群的遺傳信息?！彼f。
結合鑒定到的大量結構性變異，該團隊研究人員首次構建了水稻圖形基因組，是水稻中迄今最為完整的基于圖形結構的泛基因組。為了方便廣大研究人員使用相關數(shù)據(jù)，他們還搭建了相關網站，便于使用基因組序列和查詢遺傳變異等內容，促進水稻功能基因組學和育種應用研究。
李仕貴表示，此研究打開了結構變異研究的大門，將有助于加速水稻功能基因組學和分子設計育種研究，為選育高產優(yōu)質、綠色安全水稻新品種提供基礎支撐。接下來，該團隊將把研究成果運用到應用基礎研究和育種工作中，力爭培育出更多產量高、品質好、抗性強的水稻品種。
33個代表性水稻材料農藝性狀
基于圖形基因組的GWAS分析
責任編輯：唐可
