点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:科学家揭示赤小豆高质量基因组及性状遗传解析
首页> 光明科普云> 科普中国智惠农民> 农科前沿 > 正文

科学家揭示赤小豆高质量基因组及性状遗传解析

来源:光明网-科普中国2022-10-08 13:46

  日前,中国农业科学院作物科学研究所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用创新团队牵头国内外多家单位完成了饭豆高质量基因组组装和解析,揭示了其进化地位,解析了群体遗传多样性和遗传结构,鉴定出多个重要性状主效位点和候选基因,发掘了一批优异潜在育种亲本材料,对未来饭豆育种改良提供重要参考,同时也为豇豆属其他作物的育种研究提供优异基因资源。相关研究成果在《自然通讯(Nature Communications)》上以长文形式发表。

  饭豆,俗称赤小豆、米豆、爬山豆,是豇豆属中的一个栽培种。与近缘种绿豆、小豆、豇豆等相比,饭豆具有高产、高抗病虫、耐逆性好等更多优势,是有效应对气候变化却在现代农业生产中被忽视的潜力作物。饭豆还具有健脾去湿、消肿利尿等药用价值,是传统中药的组成部分。但是,作为小众豆种,饭豆是典型的“亚洲作物”,主要分布在中国南方及东南亚各国,遗传育种研究也相对落后。研究表明,大部分饭豆地方品种光温反应敏感,且有蔓生、炸荚等不利因素,严重影响该作物的大面积生产及引种利用。目前我国饭豆种质资源保存量有3000份左右,位居世界第一。这些种质资源中优异基因的发掘和利用,将对饭豆及其近缘种的品种选育具有重要的推动作用,然而由于缺乏饭豆高质量基因组和精细物理图谱,阻碍了其重要性状的遗传解析和优异基因的进一步挖掘利用。

科学家揭示赤小豆高质量基因组及性状遗传解析

饭豆高质量参考基因组及其基因组特征分布

  研究团队组装出迄今为止连续性最高的豇豆属基因组(525.6 Mb),注释出26736个高置信度蛋白质编码基因。基于440份地方品种全基因组重测序,将饭豆资源分为三个遗传组,即南亚和东南亚组,中国南方组和中国北方组。其中南亚和东南亚组的遗传多样性最丰富,从全基因组水平支撑了南亚和东南亚地区为饭豆起源地的假说。研究人员还从饭豆对光周期变化较为敏感的特性入手,分析了不同地理组之间的遗传分化,鉴定出三个在高、低纬度区的开花期形成显著差异的主效QTL和候选基因(PRR3b,FT,FUL),可以作为培育广适性品种的高效分子标记。此外,基于两年两点的粒长、百粒重等数据分析,发现了一个引起粒长和粒重增加的主效QTL(CYP78A6)。

  此外,针对产量相关性状,研究鉴定到一个位于TFL1基因第一个外显子上的2-nt缺失,使TFL1基因翻译提前终止。其中具有纯合2-nt缺失的32份地方种全部来自中国中南部的湖北、湖南、重庆、贵州和广西相邻五省,且与其他地方中遗传分化明显,表明这32份种质大约200年前受到了当地农民的选择或改良,可以作为未来育种的优良亲本材料。

  据了解。饭豆高质量参考基因组的组装、地方品种变异图谱的构建及开花期、生长习性及产量相关性状等基因发掘,为饭豆进化分析、种质创新和育种改良等,为研究豇豆属进化提供了重要借鉴和宝贵资源,也为探索饭豆起源驯化和重要性状基因克隆奠定了基础。(记者 武玥彤)

[ 责编:姜楠 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 新疆:“银龄”学员迎来毕业季

  • 贵州榕江县防汛应急响应再次提升至Ⅰ级

独家策划

推荐阅读
今年“三夏”生产,该农场配备无人驾驶系统的收割机和拖拉机、气吸播种机、精准水肥轮灌系统、自动巡田无人机等智能化装备大显身手。
2025-06-27 10:25
6月24日,国家重大科研仪器研制项目“2.5米大视场高分辨率太阳望远镜”(WeHoST)在四川稻城启动建设配套项目,预计2027年望远镜完成装调并投入试运行。
2025-06-27 10:24
古生物研究表明,包括早期犬齿兽在内的一些远古动物,脑袋为一个没有左右脑半球区分的整体,而现生哺乳动物和典型的进步颌兽类则有左右两个脑半球。
2025-06-27 10:18
6月26日21时29分,经过约6.5小时的出舱活动,神舟二十号乘组航天员陈冬、陈中瑞、王杰密切协同,在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下,圆满完成既定任务。
2025-06-27 10:17
北京大学马丁教授团队26日凌晨在国际学术期刊《自然》上发表一项开创性研究,成功将复杂难处理的混合废塑料变废为宝,为根治全球塑料污染顽疾提供了新的思路。
2025-06-27 10:16
近日,一组“清华学生戴头套看演出”的照片在网络引发热议。脑机接口技术的应用还面临社会伦理与隐私保护方面的争议,如何平衡科学技术创新与社会伦理、监管要求等仍是难题。
2025-06-27 10:15
据中国载人航天工程办公室消息,根据计划安排,神舟二十号航天员乘组将于近日择机实施第二次出舱活动。目前,空间站组合体运行稳定,神舟二十号航天员乘组在轨工作已满两个月,身心状态良好,已做好出舱活动各项准备工作。
2025-06-26 09:48
6600万年前,希克苏鲁伯小行星撞击地球导致非鸟类恐龙灭绝,而就在撞击点附近,一种神秘的夜蜥蜴可能是唯一幸存下来的陆生脊椎动物。白垩纪末期,一颗巨型小行星撞击了墨西哥尤卡坦半岛附近的区域,形成了一个直径超过150公里的陨石坑,导致全球大多数动植物物种灭绝。
2025-06-26 09:47
在全球面临日益严峻的生态危机之际,中国科学院院士、中国科学院生态环境研究中心研究员傅伯杰等提出了一个衡量人与自然共同繁荣程度的全球框架。论文合作作者、联合国开发计划署人类发展报告办公室主任Pedro Conceicao表示,面对当今严峻的地球系统变化,我们必须把人与自然健康、互惠的关系纳入发展愿景。
2025-06-26 09:46
黑土地被誉为“耕地中的大熊猫”,是世界上最肥沃的土壤。这项调查系统查清了我国东北典型黑土区地表基质资源“家底”,实现了东北黑土地地表基质层的首次系统调查与深度解剖。
2025-06-26 09:41
记者邱玥25日从中国海油获悉,我国首个自营超深水大气田“深海一号”二期项目全面投产。 目前,“深海一号”大气田已经达到最高产能设计状态,年产气量有望超过45亿立方米。
2025-06-26 09:40
由美国国家科学基金会和能源部支持的薇拉·C·鲁宾天文台,首次捕捉到的太空景象呈现出一场由恒星“托儿所”及邻近星系的密集星团构成的粉蓝视觉盛宴。鲁宾天文台的科学团队还开发了面向公众的工具“天空查看器”,用户可通过平移和缩放功能探索这些超高分辨率图像中的恒星和星系。
2025-06-25 09:46
中国海油25日宣布,公司在南海水域的“深海一号”大气田二期项目全面投产,标志着我国最大海上气田建成。“深海一号”大气田分一期和二期开发建设(一期于2021年6月投产),探明天然气地质储量超1500亿立方米,最大作业水深超1500米,最大井深达5000米以上,是我国迄今为止自主开发建设的作业水深最深、地层温压最高、勘探开发难度最大的深水气田。
2025-06-25 09:33
2017年启动的第二次青藏高原综合科学考察,为新一代草地植被图的绘制提供了新的契机。“我们共识别出65种主要草地类型,其中高山嵩草草甸、紫花针茅草原、矮生嵩草草甸、垂穗披碱草草甸和线叶嵩草草甸这5个群系分布最广。
2025-06-25 09:30
6月24日,“应急使命·2025”极端灾害事故场景新质救援能力检验性演习在黑龙江省东宁市、河南省濮阳市等地举行。“源网荷储”应急供电中,国家电网运用新技术、设备,实现小型水电站“黑启动”“光伏+储能”协同供电,保障重点区域电力供应。
2025-06-25 09:24
研究团队通过发育表达分析、原位杂交和免疫组化技术,在甜菜孢囊线虫早期寄生阶段鉴定出两个关键分泌效应蛋白——Hs28B03和Hs8H07。该研究首次发现,植物寄生线虫会“劫持”植物细胞的“垃圾处理系统”——泛素化系统来摧毁免疫。
2025-06-25 09:23
24日,记者从中国农业科学院棉花研究所获悉,中国农业科学院棉花研究所、西部农业研究中心棉花分子遗传改良创新团队杨作仁研究员与中国农业科学院生物技术研究所柳小庆研究员,合作创制了可生产虾青素的工程棉花。
2025-06-25 09:22
“智慧光源大脑”是国内首个同步辐射人工智能数据解析平台,能够更高效地处理同步辐射实验产生的海量复杂数据。
2025-06-24 09:43
新修订的《中华人民共和国科学技术普及法》实施半年,近日,有媒体采访多位科研人员,梳理新科普法落实效果。受访的多位科研人员表示,新科普法为科研人员开展科普工作提供了制度保障。
2025-06-24 04:50
6月初,依托东南大学共建的南京紫金山实验室发布全球首个6G广域低空覆盖的无蜂窝通智感融合外场试验网,赋能低空经济、数字能源、智能制造等应用场景,有望催生千亿级产业链,助力南京打造“6G之城”。这是东南大学勇挑硬核科技创新大梁,支撑服务新质生产力发展的生动缩影。
2025-06-24 05:00
加载更多