小麦A基因组草图的绘制-中国科学院遗传与发育生物学研究所.PDFVIP

小麦A基因组草图的绘制 项目负责人： 凌宏清、王道文、张爱民、李振声 完成单位： 中国科学院遗传与发育生物学研究所 北京六合华大基因科技股份有限公司 项目简介 2013 年 3 月 24 日 18 时，国际著名学术刊物《自然》在线 发表了题为“Draft genome of the wheat A-genome progenitor Triticum urartu”的研究论文。该项研究首次完成了小麦 A 基因 组的测序和草图绘制，比较全面地揭示了 A 基因组的结构和表 达特征，对未来深入和系统地研究麦类植物结构与功能基因组 学以及进一步推动栽培小麦的遗传改良具有重要理论意义和实用价值。 小麦是全球最重要的粮食作物，养活了世界上 40% 的人口，提供全球 20% 的人类营养所需热能和蛋 白质。生产上广泛种植的普通小麦是一个异源六倍体，含有 A、B 和 D 三个基因组。由于普通小麦基因组 大（17000 Mb，是水稻基因组的 40 倍）而复杂，85% 以上序列为重复序列，致使基因组测序研究困难重 重，进展缓慢，成为了限制小麦基础和应用研究进一步发展的一个瓶颈。含有 A 基因组的乌拉尔图小麦是小 麦 A 基因组的原始二倍体供体种，也是小麦进化的基础性基因组（世界上所有小麦包括二、四、六倍体小麦、 Timopheevii 和 Zhukoviskyi 小麦等都含有 A 基因组），在小麦进化过程中起着核心作用。 研究团队利用新一代测序技术，对二倍体乌拉尔图小麦 G1812 系的基因组进行了测序、组装、注释及 相关分析。鉴定出了 34,87 9个编码蛋白基因，其基因数量与已知禾本科植物基因组的基因数相似。基因组 比较研究发现，在进化过程中由于大量反转座子重复序列在基因间的插入，导致了小麦 A 基因组的剧烈扩 增。与已知禾本科作物基因组比较分析，鉴定出了 3,425 个 A 基因组特异基因和 24 个新小 RNA，并发现 含 NB-ARC 功能域的抗病基因在小麦 A 基因组明显增多。这些基因和小 RNA 的扩张可能是赋予小麦抵御 恶劣生存环境和广适性的主要原因。通过同源基因的比对和关联分析，还鉴定出了一批控制重要农艺性状的 a 基因，如控制籽粒长度和千粒重的 TuGASR7 基因。此外， B. distachyon Bd2 Bd5 Bd1 Bd4 Bd3 该研究还筛选出大量的遗传分子标记，将有助于重要数量 农艺性状基因的克隆及基因组选择，促进小麦的分子育种。 小麦 A 基因组测序和基因组图谱绘制的完成，将为科 研工作者研究小麦驯化史提供一个全新的视角，并为多倍 体小麦基因组的测序分析提供了二倍体基因组参照序列。 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7A