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      野生父母的基因組揭示了花園品種矮牽牛的復(fù)雜遺傳過去
      
			
      
				2019-01-21 15:16:54
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      當(dāng)園丁看到矮牽牛花時(shí)，他們會(huì)看到美國最受歡迎的床上用品植物充滿活力和多才多藝的花朵。但是當(dāng)植物科學(xué)家看到矮牽牛時(shí)，他們會(huì)看到一種重要的模式植物物種 - 一種隨著釋放而變得更有用的物種它的父母的基因組。
      

      野生父母的基因組揭示了花園品種矮牽牛的復(fù)雜遺傳過去
      

      一個(gè)國際研究人員聯(lián)合會(huì)對(duì)馴化矮牽牛的兩種野生親本物種進(jìn)行了測(cè)序。這項(xiàng)研究發(fā)表在“ 自然植物 ”雜志上，揭示了矮牽牛有一個(gè)復(fù)雜的遺傳歷史，經(jīng)歷了與所有茄科共有的一個(gè)全基因組三倍體，并確定了含有顏色和氣味基因的特別動(dòng)態(tài)的基因組部分。已發(fā)表的基因組將成為許多使用矮牽牛的科學(xué)家探索與共生，自體受精和晝夜節(jié)律相關(guān)的生物學(xué)問題的寶貴資源。
      

      “Petunia是美國最重要的床上用品工廠，”第一作者Aureliano Bombarely說，他是弗吉尼亞理工學(xué)院園藝學(xué)助理教授，曾在博伊斯湯普森研究所擔(dān)任博士后科學(xué)家，同時(shí)研究矮牽?；蚪M。但除了在景觀美化中的應(yīng)用外，矮牽牛還被用于研究轉(zhuǎn)座因子 - 可以在基因組周圍獨(dú)立移動(dòng)的DNA片段 - 并且已經(jīng)被用作花朵發(fā)育，氣味產(chǎn)生和與傳粉者相互作用的模型。
      

      馴養(yǎng)矮牽牛(Petunia hybrida)是兩種野生物種的雜種; 一種叫做矮牽?；?Petunia inflata)的紫色小花，另一種叫做矮牽?；?Petunia axillaris)的白花。通過過去200年的強(qiáng)烈繁殖，人們創(chuàng)造了幾乎任何顏色的彩虹花卉的矮牽牛品種。
      

      雖然研究人員預(yù)計(jì)花園矮牽牛會(huì)從每個(gè)父母那里獲得大約一半的基因，但他們看到雜交植物的基因組大約有80%的白矮牽牛，只有大約10%的紫矮牽牛。其余10%的基因是馬賽克位，每個(gè)親本的序列片混合在一起。在未來的工作中，Bombarely計(jì)劃研究這些鑲嵌基因的起源以及它們是否在矮牽牛馴化中發(fā)揮作用。
      

      “這種植物的馴化歷史并不簡單，”Bombarely說。“我認(rèn)為對(duì)此的研究不僅可以給我們一個(gè)歷史的視角，而且可以為我們提供未來的工具，馴化其他物種。矮牽牛不僅僅是一朵花。它也可以成為馴化的典范。”
      

      當(dāng)紫色矮牽牛采取新的授粉策略時(shí)，這兩個(gè)物種彼此分開。紫色的矮牽牛以其鮮艷的顏色吸引蜜蜂，但一旦它失去色素變成白色并開始制造新的香味化合物，它開始吸引天蛾作為傳粉者。親本基因組顯示促進(jìn)這種轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)錄因子可以在基因組的特別動(dòng)態(tài)部分中發(fā)現(xiàn)，這也可能是家庭矮牽牛可以產(chǎn)生的花色的多樣性的原因。
      

      矮牽牛屬于茄科(Solanaceae)，是同一植物的后代，產(chǎn)生西紅柿，辣椒，土豆和茄子。親本矮牽?；蚪M顯示矮牽牛經(jīng)歷了至少一個(gè)單獨(dú)的六倍體化事件，其染色體數(shù)目增加了三倍。這一事件發(fā)生在大約3000萬年前矮牽牛與西紅柿和其他茄科作物分離之前。
      

      “這些結(jié)果對(duì)茄科研究做出了巨大貢獻(xiàn)，”BTI的共同作者兼副教授盧卡斯·穆勒說。“它們補(bǔ)充了過去幾年獲得的基因組，如番茄，馬鈴薯和胡椒，并將在未來許多年內(nèi)由研究界開采。”
      

      矮牽牛基因組計(jì)劃沒有專門的資金，而是得到了矮牽牛研究界眾多科學(xué)家的支持。
      

      北伊利諾伊大學(xué)的Thomas Sims和阿姆斯特丹大學(xué)的Francesca Quattroccio以及瑞士伯爾尼大學(xué)的Cris Kuhlemeier與Bombarely和Petunia平臺(tái)的其他成員一起發(fā)起了這個(gè)項(xiàng)目，Petunia平臺(tái)是由Tom Gerats創(chuàng)立的矮牽?？茖W(xué)家網(wǎng)絡(luò)。荷蘭奈梅亨大學(xué)。伯爾尼大學(xué)的Michel Moser在論文中分享了第一作者?；蚪M序列將由Lukas Mueller運(yùn)營的Sol Genomics Network主持。
      
			

			
        
      
			
      
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