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:我国科学家解密谷子高质量图基因组
首页> 科技频道> 综合新闻 > 正文

我国科学家解密谷子高质量图基因组

来源:光明网2023-06-10 10:21

  小米是我国北方日常饮食中的重要粮食之一,产出小米的植物叫“谷子”。作为世界上最古老的驯化作物之一,在高投入(水利、化肥)农业生产系统到来之前,谷子在农耕文化中长期占据主粮地位。

  近年来,随着人类对气候环境变化、农业可持续性和粮食安全的深入思考,谷子因耐干旱、耐瘠薄、C4高光效、环境适应性强和养分利用效率高等显著特征,再次引起越来越多的关注,正被迅速发展为C4光合和禾谷类作物耐逆及营养高效研究的模式作物。

我国科学家解密谷子高质量图基因组

  我国谷子育成品种在全球领先 中国农科院供图

  虽然科学家经过研究已证实谷子是从狗尾巴草驯化而来,但其驯化改良的过程一直成谜,而这也制约了C4光合模式植物体系和谷子遗传育种的发展。现在,这个谜题终于有了答案。中国农业科学院作物科学研究所刁现民团队经过数十年研究,组装了谷子第一个高质量图基因组,绘制了首个狗尾草属变异图谱,系统阐明了谷子起源及驯化改良的过程。这一成果于北京时间6月8日发表在国际权威期刊《自然·遗传学》上。

  利用现代分子学生物技术,研究团队在对谷子野生种、农家品种和现代育成品种等1844份核心种质资源群体结构进行解析的基础上,从头组装了110个谷子和狗尾草高质量基因组,绘制了首个狗尾草属基因组变异图谱,构建了首个杂粮和C4作物高质量图基因组,认识了谷子资源变异的基本情况,系统解析了谷子驯化和改良过程中基因组变异。

我国科学家解密谷子高质量图基因组

  谷子群体遗传特征分析 中国农科院供图

  同时,团队还历时10年,在13个地理环境下,对680份资源进行了68个性状的表型调查,形成了226组群体表型数据和表型组数据库;将基因组变异和表型数据关联,发掘出1,084个与表型显著关联的重要性状相关位点,如控制产量性状的SiGW3等。此外,研究还建立了基于谷子图基因组的最优预测模型和全基因组选择育种方法,该方法可加速作物遗传研究并使谷子表型预测精度最高提升12.6%。

我国科学家解密谷子高质量图基因组

  谷子驯化、改良过程中基因组变异遗传特征解析 中国农科院供图

  研究构建的谷子基因组变异图谱、多环境多性状表型组、以及批量发掘的重要性状控制位点和基因,为谷子模式植物体系发展等基础研究和资源利用提供了重要数据基础,也为作物种质资源挖掘利用提供了重要参考。

我国科学家解密谷子高质量图基因组

  我国积累了世界上最丰富的谷子资源 中国农科院供图

  论文通讯作者、作科所研究员刁现民表示,基于高覆盖深度测序,理清了谷子野生种、农家品种和现代育成品种的群体结构、分类和衍化关系,认识到谷子和水稻有着类似的基因组变异水平;群体遗传学证据清楚表明谷子单起源,全世界的谷子均来自中国。

  中国工程院院士刘旭表示,我国是谷子的起源国,也保存有全世界最多的谷子资源,但系统深入的研究缺乏,限制了其遗传育种水平的提升。该研究清晰了谷子野生种、农家品种和现代育成品种三类资源的基因组变异本底,了解了三类资源的亚群分类和地理分布及其演化的可能过程,从遗传学上肯定了谷子单起源中心,即中国起源中心的理论,是利用新技术进行资源研究的典型代表。

  中国科学院院士李家洋表示,此次发表的谷子图基因组研究,是杂粮领域第一个高质量图基因组。这一工作不仅是谷子研究的又一次“里程碑”式工作,也是对“小作物-大作为”的最好诠释,并将对其他作物研究具有重要推动作用。

  中国科学院院士钱前表示,该研究更清晰地看到了基因组结构变异对发掘基因功能的重要性,为谷子模式植物体系提供了基因组和表型数据基础,全面提升谷子的育种水平和产量品质潜力,使我国保持谷子基础和育种研究的国际领先地位。

  该研究得到国家重点研发计划、国家现代农业产业技术体系、国家自然科学基金和中国农业科学院创新工程等项目资助。(光明网记者宋雅娟)

 

[ 责编:肖春芳 ]
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

  • 习近平主席乘专机离开巴西利亚

  • 2024年世界互联网大会乌镇峰会闭幕新闻发布会

独家策划

推荐阅读
近日,中国科学院近代物理研究所科研团队与兰州理工大学合作,通过重离子辐射和基因编辑技术,优化了酵母代谢途径,有效提升了酵母合成脂质的能力。
2024-11-22 04:30
21日,清华大学产业发展与环境治理研究中心与自然科研团队联合编制的《国际科技创新中心指数2024》报告正式发布。
2024-11-22 04:30
记者11月20日从国家超级计算天津中心获悉,由国防科技大学研制、部署在该中心的“天河”新一代超级计算机系统,在最新公布的国际Graph500排名中以6320.24 MTEPS/W的性能夺得Big Data Green Graph500(大数据图计算能效)榜单世界第一的优异成绩。
2024-11-22 10:22
中国科学技术大学康彦彪教授研究团队创制了一种超级光还原剂,并基于此发展了低温(40至60摄氏度)的催化还原特氟龙等全氟及多氟烷基化合物的完全脱氟新方法,实现将难以降解的“永久化学品”——全氟和多氟烷基物质,回收为无机氟盐和碳资源。
2024-11-22 04:30
作为信息化、数字化、智能化的新型技术基座,生成式人工智能对于提升国家战略地位与国际竞争力具有重要意义。近年来,美国接连出台多项人工智能战略和政策文件,
2024-11-22 04:20
记者20日从中国航天科技集团一院获悉,该院抓总研制的长征十号系列火箭近日成功完成整流罩分离试验,标志着该系列火箭初样研制又迈出了坚实一步。
2024-11-21 09:14
作为战略性新兴产业,低空经济产业链条长,涵盖航空器研发与制造、低空飞行基础设施建设与运营、飞行服务与保障等产业,对构建现代产业体系具有重要作用。
2024-11-21 09:12
工业革命改变了世界面貌,为人类生产生活带来深远影响。当今世界,人工智能迅猛发展,推动人类社会深度变革。在此过程中,电力行业也在逐步向数字化和智能化转型。
2024-11-21 09:10
数据显示,2023年我国低空经济规模超5000亿元,增速超过33%,2030年有望达到2万亿元。2024年以来,全国已有超过26个省(区、市)将低空经济写进政府工作报告。
2024-11-21 09:09
日前,国际学术期刊《自然·通讯》在线刊发江西省农业科学院原院长颜龙安院士团队联合河北大学杜会龙教授团队的研究成果:首个稻属最全超级泛基因组图谱绘制成功。
2024-11-21 09:09
全海深光电缆绞车系统“海威GD11000”,日前随广州海洋地质调查局“海洋地质二号”船在我国南海完成了首个航次的深海调查任务。
2024-11-20 09:21
近日,中国科学院兰州化学物理研究所研究员何林团队与武汉大学教授雷爱文团队合作,在催化羰基化领域取得重要进展——成功利用一氧化碳或二氧化碳替代剧毒光气,高效合成含氮羰基化合物非对称脲。。
2024-11-20 09:24
这种菌能够迅速分解番茄、辣椒、娃娃菜等多种蔬菜尾菜,并具有促进作物生长、拮抗土传病原菌等功能特性。在此基础上,课题组进一步研发了“蔬菜尾菜+快速腐解菌+有机肥+功能菌”四位一体的原位还田技术。
2024-11-20 09:20
11月18日,在沪渝蓉高铁全线控制性咽喉工程崇太长江隧道内,我国盾构隧道智能建造V2.0技术体系正式在“领航号”盾构机成功应用
2024-11-20 09:19
19日,四川、重庆、贵州三省市同步首发动力型锂电池试运专列,这是我国铁路首次大规模试运输动力锂电池,将助力国产动力锂电池产品的全球流通。
2024-11-20 09:13
近年来,北京市延庆区大力发展低空经济,2023年相关产业产值达23.3亿元。天气渐冷,北京八达岭长城脚下,中关村延庆园内的低空经济产业园依旧热火朝天,一派繁忙景象。
2024-11-19 09:50
据最新一期《自然·化学》杂志报道,美国加州大学圣迭戈分校团队在最新研究中给出了一个涉及两种简单分子间反应的精妙解释。
2024-11-19 09:47
利用样地观测数据、空间分析和树线模型模拟,中国科学院青藏高原研究所研究员梁尔源等人系统分析了尼泊尔珠峰国家公园和安纳普纳保护区混交林树线,揭示了糙皮桦和喜马拉雅冷杉的种群更新动态和树线位置变化。
2024-11-19 09:46
机器人服务员、咖啡师、宠物……各种机器人让人目不暇接。自动载人飞行器,无人机、无人车、无人船……智能驾驶技术遍布“海陆空”。11月14日至16日,第二十六届中国国际高新技术成果交易会在广东深圳举行。
2024-11-19 04:55
近日,记者从湖北省神农架林区林业管理局野保科开展的陆生野生脊椎类动物普查中获悉,神农架现有陆生野生脊椎类动物710种,比原来的493种增加217种。
2024-11-19 05:00
加载更多