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广西大学水稻基因组研究领域取得重大突破(2021-06-24)
发布时间: 2021-06-24 浏览次数: 259

622日,由广西大学预聘副教授宋佳明、华中农业大学博士研究生谢文召和王朔为共同第一作者,美国堪萨斯州立大学杰西·波兰德(Jesse Poland)副教授、华中农业大学张建伟教授和广西大学陈玲玲教授为论文共同通讯作者,华中农业大学张启发院士和美国亚利桑那大学饶德文(Rod A. Wing)教授参与项目指导的,由华中农业大学、广西大学、美国堪萨斯州立大学等多所高校及研究机构合作完成的科研项目成果籼稻珍汕97和明恢63的无缺口参考基因组“两个水稻无缺口参考基因组及其着丝粒结构的全局视图”(Two Gap-free Reference Genomes and a Global View of the Centromere Architecture in Rice),在国际著名学术期刊《分子植物》(Molecular Plant)在线发表。该研究系统分析了着丝粒结构和位于11号染色体末端水稻抗性相关的结构变异区域。这是植物中首次报道的无缺口参考基因组,是继2002年和2005年水稻基因组图谱发布后,水稻基因组学领域中又一里程碑事件。

籼稻和粳稻是两种主要的亚洲栽培稻,籼稻占全球水稻产量的70%以上,并且比粳稻更加多样化。在过去的30年中,两个籼稻品种ZS97MH63已成为水稻育种和基因组学的重要模型系统,它们的杂交后代汕优63SY63)是中国种植面积最广的杂交水稻。ZS97MH63无缺口基因组的解析为阐明杂种优势机理奠定了坚实基础。

通过比较两个基因组每条染色体上的变异区域,研究者发现在两个基因组在11号染色体长臂末端存在大量结构变异(SVs),MH63中存在一个820 kb的扩展区域(MH-E)和一个860 kb的插入区域(MH-I),富含大量抗性相关基因。进一步比较15个其它高质量水稻基因组的MH-EMH-I同源区域,它们均没有同时含有完整的MH-EMH-I区域,MH63的独特基因组特征可以部分解释其对水稻病害的卓越抗性。


 

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