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【南方+】威尼斯人官方网专家首次揭示瓜类作物演化历史和果实大小新机制
2019-11-18 10:09  作者:南方农村报2019-11-18  作者:南方农村报

       11月14日,国际权威学术期刊《自然?通讯(Nature Communications)》在线发表了冬瓜基因组和变异组研究成果,阐明了冬瓜、黄瓜、甜瓜、西瓜、葫芦和南瓜等瓜类作物的基因组演化历史,并揭示了冬瓜等果实在驯化和育种改良过程中由小变大的分子机制。

    本研究历时6年,广东省威尼斯人官方网蔬菜所为第一完成单位,协同中国威尼斯人官方网蔬菜花卉所等5个单位的共同完成的。广东省威尼斯人官方网蔬菜所谢大森研究员和中国威尼斯人官方网蔬菜花卉所许愿超博士为第一作者,广东省威尼斯人官方网蔬菜所江彪研究员和青岛农业大学张忠华教授为通讯作者。

     冬瓜、黄瓜、甜瓜、西瓜、葫芦、南瓜、丝瓜等瓜类作物都属于葫芦科,起源于共同的祖先,作为产品器官的果实在形态和风味上表现出丰富的多样性。该研究首次绘制了冬瓜的基因组精细图谱,含有2万7千多个基因,重复序列的大量扩增导致其基因组比其它瓜类作物大2-3倍。通过比较基因组学研究,发现冬瓜是所有已知瓜类作物中保留最多祖先基因状态的最保守作物,以此推断出所有瓜类作物起源于一个拥有15条染色体的祖先基因组,经过多次断裂和融合等事件形成了目前丰富多彩的瓜类作物。

     瓜类作物的果实都经历了由小变大的过程,但冬瓜的驯化历史尚不清楚,其果实长度可达1米,单果重达60公斤,巨型果实的分子机制也有待解析。在冬瓜基因组精细图谱的基础上,本研究分析了146份冬瓜资源,构建了一张包括1600万个单核苷酸多态性位点(SNPs)的全基因组遗传变异图谱,发现冬瓜也起源于印度,果实变大经历了野生种-地方种-栽培种的两步进化过程,有上千个基因发现了变化,其中两个控制冬瓜果实大小的候选基因还在黄瓜、西红柿等果实发育过程中起重要作用。

       该研究不仅为葫芦科进化和物种形成提供新见解,而且为冬瓜等瓜类作物分子生物学研究和全基因组设计育种奠定基础,具有重要的科学和应用价值。

       该研究得到了国家自然科学基金、广东省科技计划等资助。

链接:

The wax gourd genomes offer insights into the genetic diversity and ancestral cucurbit karyotype (DOI:10.1038/s41467-019-13185-3)

 

 

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