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国家快三网站平台油菜团队与密苏里大学合作揭示甘蓝型油菜的起源与演化
发布时间:2019-07-04

南湖新闻网讯(通讯员易斌 胡文娟) 6月28日,国际学术期刊《Nature Communications》在线发表了密苏里大学和国家快三网站平台油菜团队合作研究的题为“Transcriptome and organellar sequencing highlights the complexorigin and diversification of allotetraploid Brassica napus”的最新研究成果,甘蓝型油菜起源和演化研究获得新进展。亚利桑那大学祁新帅博士和国家快三网站平台安宏博士为并列第一作者,密苏里大学J. Chris Pires教授和国家快三网站平台易斌教授为共同通讯作者。

甘蓝型油菜是一个非常“年轻”的物种, 大约6800到12,500 年前,它由白菜(AA, 2n=20)和甘蓝(CC, 2n=18)天然杂交、自然加倍而形成异源四倍体(AACC, 2n=38)。甘蓝型油菜是一种重要的经济作物,它和另外两个亚种(芜菁甘蓝,西伯利亚羽衣甘蓝)同属于Brassica napus,可作为食用油或蔬菜为人类所利用,全球年产值超过410亿美元。由于自然界中没有(目前为止还未发现)甘蓝型油菜的野生种质资源,其起源和进化的研究一直是一大难题。

该项目研究人员以183 B. napus (包含rapeseed,rutabaga 和Siberian kale),112个B. rapa, 62 个B.oleracea及野生种为材料,利用RNA-seq 技术获得了372,546个高质量的SNPs,并将其用于进行群体的遗传多样性和选择研究。其中A 亚基因组中存在219,164 (58.83%) 个SNPs,C 亚基因组中存在153,382 (41.17%) 个SNPs, 线粒体和叶绿体基因组的信息也被用于分析。群体遗传结构分析表明,Brassica napus存在六种不同的类型(图1),且都是由欧洲冬油菜演化而来,这些不同的类型之"间广泛存在着admixture。


 

图1.  183个B. napus 品种群体遗传结构分析

在Brassica napus演化为三个亚种的过程中, Brassica napus与其祖先种白菜之"间也存在着基因渗入。通过对不同类型Brassica napus基因组中selective sweep区域的检测发现,在它们多样化过程中有不同的基因受到了选择(图2)。进一步的基因表达分析表明,这些受选择基因导致不同代谢通路的下游基因发生了差异表达。这一系列的变化导致Brassica napus产生了不同生长习性和不同形态类型的亚种,研究特别关注了与春化、根膨大、叶形态相关的基因。论文的研究结果对于探讨油菜种内和种间关系,了解其历史和发展趋势以及拓展、保存油菜种质资源具有重要意义。

 

图2. B. napus分化为三个亚种的过程中受到选择的基因

该研究得到了National Science Foundation和华中农业大学自主创新基金的资助。

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审核人:熊秋芳

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