科學(xué)家解開了栽培草莓的遺傳祖先

來自新罕布什爾大學(xué)的科學(xué)家揭開了栽培草莓祖先之一的神秘面紗。由新罕布什爾州農(nóng)業(yè)試驗站的研究人員進行的基因分析，花了四年時間才完成，旨在改善草莓種植者的現(xiàn)代種植努力。UNH研究的重點是栽培草莓的野生祖先草莓(Fragaria iinumae)。草莓品種有七種獨特的染色體。與人類一樣，這種草莓有兩套染色體，而不是栽培草莓，它有八套染色體，是最具遺傳復(fù)雜性的植物之一。UNH的研究依賴于2004年美日考察隊在日本北海道島上采集的草莓品種樣本，其中包括UNH植物遺傳學(xué)家托馬斯戴維斯。

包括戴維斯和實驗臺研究員Lise Mahoney在內(nèi)的UNH科學(xué)家構(gòu)建了二倍體草莓(Fragaria iinumae)七條染色體的連鎖圖譜，這使得它們可以填補關(guān)于栽培草莓的八組染色體的遺傳難題。人們認(rèn)為栽培草莓的遺傳祖先多達(dá)四個二倍體祖先草莓，其中一個是草莓(Fragaria iinumae)。

“很多人都試圖了解栽培草莓的血統(tǒng)，以便更好地了解與特定遺傳標(biāo)記相關(guān)的特征，如果實品質(zhì)，開花習(xí)性和抗病能力，”Mahoney說。“定義栽培草莓野生祖先的基因組將最終有助于指導(dǎo)遺傳信息在育種中用于更好的栽培草莓。”

對草莓(Fragaria iinumae)的研究是第二次實驗站研究人員繪制了栽培草莓祖先二倍體草莓的基因圖譜。2011年，UNH研究人員成為了一個團隊的一員，該團隊對栽培草莓的另一個二倍體祖先Fragaria vesca進行了測序。該參考序列立即成為全世界草莓遺傳研究中不可或缺的資源。

“這種顯著的遺傳圖譜，是任何祖先二倍體草莓物種的最高分辨率連鎖圖譜，本身就是一種有價值的研究工具。更重要的是，它為組裝草莓(Fragaria iinumae)參考基因組序列提供了必要的資源。需要補充先前發(fā)表的祖先二倍體F. vesca的參考基因組，“Mahoney說。

為了創(chuàng)建Fragaria iinumae的遺傳圖譜，實驗站的研究人員使用了IStraw90草莓SNP陣列，這是一種用于標(biāo)記輔助繪圖的高級基因組學(xué)工具，戴維斯實驗室作為國際RosBREED聯(lián)盟的一部分幫助開發(fā)。在標(biāo)記輔助繪圖方法出現(xiàn)之前，育種者必須僅依靠對數(shù)百種植物的生理特性(例如果實產(chǎn)量，抗病性和風(fēng)味)的評估來鑒定具有所需性狀的那些，而幾乎沒有或沒有了解每種植物的基礎(chǔ)遺傳組成。對非常大的繁殖群體中的性狀進行評估是昂貴且耗時的。

“UNH被公認(rèn)為全球極少數(shù)機構(gòu)之一，致力于草莓基因組學(xué)及其在草莓育種中的應(yīng)用。我們正在領(lǐng)導(dǎo)一個多機構(gòu)合作，以組建新的基因組資源，即F. iinumae參考基因組。特別感興趣的是，我們正在將基因組知識，資源和技術(shù)應(yīng)用于UNH，以開發(fā)適合當(dāng)?shù)剡m應(yīng)有機生產(chǎn)的新草莓品種，為區(qū)域草莓種植者和消費者帶來益處，“Mahoney說。

研究人員在植物基因組雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。

美國是世界領(lǐng)先的草莓生產(chǎn)國。根據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的數(shù)據(jù)，2012年，美國產(chǎn)量超過30億英鎊，價值24億美元。大多數(shù)美國草莓都是在加州種植的。草莓也是新罕布什爾州的重要作物，估計新罕布什爾州的草莓作物的零售價值約為185萬美元。

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