【Plant Cell】现代小麦育种对基因组和表型的重塑

近日，凌宏清(海南省崖州湾种子实验室/中科院遗传发育所)、贺飞(中科院遗传发育所)及赵山岑(深圳华大基因研究院)研究团队，在The Plant Cell上发表了题为Whole-genome sequencing of diverse wheat accessions uncovers the genetic changes during modern breeding in China and the United States的研究成果（DOI:10.1093/plcell/koad229），揭示了中美两国现代小麦育种选择的异同。海南省崖州湾种子实验室/中科院遗传发育所牛建青博士和马省伟博士、中科院遗传发育所郑树松副研究员以及深圳华大基因研究院张弛为该论文的第一作者，凌宏清/贺飞/赵山岑研究员为该论文共同通讯作者。

该研究通过对355份中国和美国的育成品种以及地方品种进行表型评价和基因组重测序分析，发现现代育成品种的表型和遗传多样性与地方品种相比均发生了很大的改变。中美两国的现代育成品种比地方品种产量高、株高降低、开花期缩短。在产量提高方面，中国的现代品种主要通过增加籽粒大小、穗粒数和千粒重等因素来提高产量，而美国主要依靠增加分蘖数来实现产量的提高。这些表明中美两国对小麦表型的重塑方面存在差异（图1）。为进一步从基因组水平阐释这种差异，对21个农艺性状进行了全基因组关联分析(GWAS)，共鉴定到207个控制农艺性状的位点，并绘制了这些位点的基因型指纹图谱。分析发现大部分位点的优异等位变异频率在中美品种中均明显增加，但中国品种和美国品种增加幅度有所差异，这预示着不同国家在现代育种过程中对这些位点进行了不同程度的趋同选择。

此外，还通过XP-CLR的方法从全基因组水平对中美两国育种选择靶标进行了鉴定，发现约15%的基因组区域受到了选择，在这些受选择的区域中包含诸多控制株型、产量、品质和抗病等的已知基因（图2）。中美育种家可能通过选择同一基因、同一基因的不同单倍型或同一基因在不同亚基因组上的同源基因来实现对某一性状的重塑。

来源：中科院遗传发育所

转自：“植物研究进展”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！