近日 ,記者從省林科院獲悉,該院成功構(gòu)建全球首個四倍體油茶單體型基因組圖譜。這一成果填補(bǔ)了油茶類多倍體物種高精度參考基因組空白,對加速創(chuàng)造油茶新良種具有重要意義。
據(jù)介紹,生物體細(xì)胞中包含的完整染色體組數(shù)量稱為倍性,人們根據(jù)倍性數(shù)將生物體分為單倍體、二倍體和多倍體。如人類就是二倍體生物。野生油茶存在二倍體、四倍體、六倍體等,并由此形成復(fù)雜的多倍體復(fù)合體。我國種植的普通油茶以六倍體為主,有研究顯示,六倍體油茶可能是二倍體和四倍體近緣種間雜交和多倍化產(chǎn)生的異源多倍體。
目前,二倍體近緣種油茶基因組研究已取得較多成果!暗藗儗Σ煌缎杂筒璧幕蜻M(jìn)化歷程和特征仍知之甚少,這就像研究油茶的拼圖中缺失了關(guān)鍵部分!笔×挚圃河筒柩芯克(fù)責(zé)人介紹,更加高效開發(fā)利用油茶種質(zhì)資源,有必要開展四倍體基因組測序。
省林科院科研團(tuán)隊在油茶國家工程研究中心收集的全球油茶種質(zhì)資源中,發(fā)現(xiàn)一株超過百年樹齡的野生四倍體油茶古樹,至今仍然保持旺盛生命力?蒲袌F(tuán)隊以這株油茶古樹為生物材料展開基因測序,發(fā)現(xiàn)它由不同物種雜交而來。“此前,中南林業(yè)科技大學(xué)等單位實(shí)現(xiàn)對同源四倍體油茶染色體水平分型組裝,‘同源’表示親本為同一物種!毖芯咳藛T介紹,異源基因組測序?qū)τ谟筒柽M(jìn)化和遺傳多樣性研究、分子育種技術(shù)推進(jìn)等具有更重要作用。
科研團(tuán)隊將四倍體基因組的60條染色體分為4套獨(dú)立單倍型,在全球首次實(shí)現(xiàn)四倍體油茶單體型基因組圖譜進(jìn)行高精度組裝。最終,基因完整性評估達(dá)96%,在已鑒定的超5萬個蛋白編碼基因中,99.4%完成功能注釋。
通過基因組注釋,未來科研人員能夠快速定位油茶中油脂合成、抗病蟲害、環(huán)境適應(yīng)性等性狀相關(guān)的基因,為定向育種提供靶點(diǎn),并利用分子標(biāo)記輔助選擇等技術(shù)培育出高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的油茶新品種。