新研究揭示了甜瓜基因組的基因組結(jié)構(gòu)

來自意大利和西班牙的一組遺傳研究人員完成了對七個(gè)甜瓜品種基因組的第一次綜合分析。

科學(xué)家證明，高度栽培和繁殖的品系表現(xiàn)出最少的多樣性，野生瓜是最多樣化的。

他們的研究在線發(fā)表在“分子生物學(xué)和進(jìn)化”雜志上，描述了超過430萬個(gè)單序列DNA變體，以及重要數(shù)量的結(jié)構(gòu)變異，包括缺失，倒位，重復(fù)和移動(dòng)元素運(yùn)動(dòng)。

“這項(xiàng)研究揭示了甜瓜基因組的高度可塑性，并為未來的分析鋪平了道路，以解決甜瓜育種目標(biāo)，如提高水果質(zhì)量，或抵抗病蟲害，”研究資深作者Josep Maria Casacuberta博士說。來自西班牙巴塞羅那農(nóng)業(yè)基因組學(xué)研究中心。

“從更廣泛的角度來看，需要進(jìn)行這樣的研究，以培育新的植物品種，以應(yīng)對農(nóng)業(yè)方面的挑戰(zhàn)，包括人口增長，土地和水資源短缺，以及氣候變化的未來影響。”

總體而言，Casacuberta博士及其合作者發(fā)現(xiàn)了可能受DNA結(jié)構(gòu)變異影響的902個(gè)基因，其中53個(gè)基因被推定參與抗病性(29)，細(xì)胞壁代謝(10)，香氣揮發(fā)物代謝(9)，糖代謝( 4)和類胡蘿卜素的生物合成(1)。

移動(dòng)元素，稱為轉(zhuǎn)座子的基因跳躍結(jié)構(gòu)，在最近的甜瓜進(jìn)化過程中非?；钴S，該研究報(bào)告了許多轉(zhuǎn)座子插入，這些插入可能與重要農(nóng)藝性狀的變異性有關(guān)，甚至在兩個(gè)密切相關(guān)的精英品系之間也是如此。

“代表物種多樣性的7個(gè)甜瓜品種中發(fā)現(xiàn)的變異性，包括野生種質(zhì)和高品種品系，相對較高，部分原因是某些譜系明顯不同。多樣性在基因組中非均勻地分布，在染色體的極端處較低并且在周圍區(qū)域中較高，這與在功能區(qū)域上純化選擇和重組力的效果相容。此外，這種可變性在精英品種中大大減少，可能是由于在育種過程中的選擇，“科學(xué)家說。

“我們發(fā)現(xiàn)一些染色體區(qū)域顯示出優(yōu)良品種與其他品種的高度差異，這可以被認(rèn)為是強(qiáng)烈選擇的候選區(qū)域。”

“我們的數(shù)據(jù)還表明轉(zhuǎn)座子和SV可能是甜瓜變異的重要部分的起源，這突出了分析所有類型的遺傳變異以理解作物基因組進(jìn)化的重要性。”

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