本报讯(记者李晨)近日,《基因组生物学》在线发表华中农业大学(以下简称华中农大)作物遗传改良全国重点实验室和洪山实验室玉米团队最新研究成果。该团队利用721份玉蜀黍属材料的基因组数据,构建了首个玉蜀黍属“超级泛基因组”图谱,解析了玉蜀黍属基因组特征,并探究了其对玉米表型变异的贡献。该研究结果不仅有助于进一步理解玉米的驯化历史,也将促进玉米功能基因挖掘和遗传改良。
论文通讯作者、华中农大教授严建兵告诉《中国科学报》,泛基因组是一个物种中所有个体的基因组信息总和,能有效解决单一参考基因组带来的分析偏差。“超级泛基因组”则代表一个属内所有物种的基因组信息,是对泛基因组的进一步扩展。
该团队共收集整合了507份现代玉米材料、31份玉米农家种材料及183份玉米野生近缘种大刍草材料,覆盖了玉蜀黍属全部亚种,具有广泛的代表性。
论文第一作者、华中农大博士后桂松涛介绍,他们通过进一步研究构建得到了总计6.71 GB的玉蜀黍属泛基因组,是单个玉米基因组的3倍,其中约有37%的序列是玉米基因组所没有的。结合参考基因组注释、群体水平转录组、同源蛋白等证据,研究人员还在玉蜀黍属泛基因组中注释了58944个基因,并对每个基因在群体水平的存在/缺失变异进行了鉴定,发现其中约44%的基因是非必需基因。
严建兵强调,该超级泛基因组囊括了目前最全面的玉蜀黍属基因组序列信息,极大扩展了玉米遗传改良的基因池。
基于超级泛基因组,研究团队在玉米群体中共鉴定到274649个结构变异,而且有37%的结构变异是不能被之前的高密度单核苷酸多态性或插入缺失标记所代替的。
相关论文信息:https://doi.org/10.1186/s13059-022-02742-7