華中農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴(yán)建兵教授課題組主導(dǎo)、華大基因等參與的科研團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建熱帶玉米基因組及高精度結(jié)構(gòu)變異圖譜，找到影響熱帶玉米產(chǎn)量關(guān)鍵基因。相關(guān)研究成果近日在國際權(quán)威期刊《自然·基因》發(fā)表。
這是記者5日從華中農(nóng)業(yè)大學(xué)獲悉的。據(jù)介紹，目前已發(fā)表的玉米基因組材料都來自溫帶，用作參考基因組，不能全面揭示熱帶玉米的遺傳多樣性。因此，構(gòu)建高質(zhì)量熱帶玉米基因組圖譜對熱帶玉米優(yōu)勢抗逆性狀的遺傳學(xué)研究意義重大，是玉米優(yōu)勢農(nóng)藝性狀相關(guān)基因得到更充分挖掘的必要前提。
該項(xiàng)研究首先以一個(gè)熱帶小粒玉米品種為材料，應(yīng)用測序技術(shù)、雙酶切光學(xué)圖譜等，組裝得到迄今為止質(zhì)量最好的玉米參考基因組，注釋獲得了43271個(gè)基因，為后續(xù)通過比較基因組學(xué)分析提供了高質(zhì)量的參考基因組和基因集。
玉米籽粒的重量直接影響產(chǎn)量，是玉米馴化和改良過程中的關(guān)鍵選擇性狀之一。在該項(xiàng)目中，研究人員利用構(gòu)建的重組自交系群體在玉米的1號(hào)染色體上定位到了一個(gè)同時(shí)控制粒型和粒重的位點(diǎn)，隨后進(jìn)一步定位出該位點(diǎn)所在的基因。
通過基因表達(dá)實(shí)驗(yàn)證實(shí)該基因正向調(diào)控玉米粒重，且在該基因過表達(dá)和敲除實(shí)驗(yàn)中均未檢出對其他農(nóng)藝性狀的影響，表明該基因在玉米品質(zhì)改良當(dāng)中有應(yīng)用前景，可用于提升作物產(chǎn)量。研究人員進(jìn)一步將熱帶小粒玉米品種基因區(qū)域進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)了與粒重表型直接相關(guān)的結(jié)構(gòu)變異。由此說明，結(jié)構(gòu)變異是表型差異的基礎(chǔ)，也證明了該項(xiàng)研究中所構(gòu)建的結(jié)構(gòu)變異組圖譜在農(nóng)藝性狀相關(guān)基因與位點(diǎn)定位當(dāng)中的直接作用和未來應(yīng)用前景。(記者李偉)
關(guān)鍵詞： 玉米產(chǎn)量
