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揭示大豆馴化改良進(jìn)化史 為定向培育新品種奠定基礎(chǔ)

發(fā)布時間:2022-09-22 09:32:00來源: 科技日報

  科技日報訊 (記者馬愛平 通訊員衛(wèi)斐)近日,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所大豆優(yōu)異基因資源發(fā)掘與創(chuàng)新利用團(tuán)隊聯(lián)合國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu),通過解析大豆地理擴(kuò)張與育種的全基因組特征,提出大豆進(jìn)化路線,發(fā)掘了大豆不同進(jìn)化階段受到選擇的候選基因,從中克隆了一個重要的開花基因GmSPA3c。日前,相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《中國科學(xué):生命科學(xué)》上。

  我國是大豆起源地,國家農(nóng)作物種質(zhì)資源庫內(nèi)收集了4萬余份大豆種質(zhì)資源,無論從數(shù)量還是多樣性上,在世界范圍內(nèi)都是最為豐富的。研究團(tuán)隊前期構(gòu)建的可代表我國大豆種質(zhì)資源遺傳多樣性的初選核心種質(zhì)為解析大豆地理擴(kuò)張與育種的全基因組特征奠定了材料基礎(chǔ)。

  為了對包含早期馴化、種植區(qū)域擴(kuò)展和遺傳改良在內(nèi)的大豆進(jìn)化史進(jìn)行解析,研究團(tuán)隊以構(gòu)建的初選核心種質(zhì)為主,選取了2214份具有代表性的大豆種質(zhì)資源,并利用基于基因組重測序的遺傳變異信息進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育樹、種群結(jié)構(gòu)和種群歷史分析,研究提出了野生和栽培大豆的進(jìn)化路線包括四個階段。第一階段對應(yīng)于野生大豆從我國南部向北部的擴(kuò)張,第二階段是地方品種在我國黃河流域的馴化過程,第三階段是地方品種從我國黃河流域向南、向北擴(kuò)張,第四階段是當(dāng)?shù)馗牧歼^程。研究發(fā)現(xiàn),在大豆地方品種的擴(kuò)張中,遺傳滲入主要來自當(dāng)?shù)?同域)的野生大豆種群,而非異域野生大豆種群,這表明當(dāng)?shù)匾吧蠖沟倪z傳滲入促進(jìn)了當(dāng)?shù)氐胤狡贩N的適應(yīng)性。

  研究還鑒定到在野生大豆的擴(kuò)散、馴化、地方品種的擴(kuò)張和隨后的改良過程中受到選擇的基因組信號。考慮到花期在大豆傳播和適應(yīng)中的重要性,研究人員著重對花期調(diào)控通路中的候選基因進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,花期的適應(yīng)是一個連續(xù)的過程。通過基因編輯,研究人員驗證了GmSPA3c基因具有花期調(diào)節(jié)的功能,推測其是經(jīng)典開花基因E7的候選功能基因。該研究通過解析大豆地理擴(kuò)張與育種的全基因組特征,揭示了大豆的進(jìn)化歷史,為規(guī)模化發(fā)掘優(yōu)異基因資源、定向培育新品種奠定了基礎(chǔ)。

(責(zé)編:李雨潼)

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