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揭示大豆驯化改良进化史 为定向培育货币品种奠定基础

【研究进展】

科技(keji)日报讯 (记者马爱平 通讯员卫斐)近日,中国农业科学院作物科学研究所大豆优异基因资源发掘与创新利用团队(tuandui)(dui)联合国内外科研机构,通过解析大豆地理扩张与育种的(de)全基因组特征,提出大豆进化路线,发掘了大豆不同进化阶段受到选择的(de)候选基因,从中克隆了一个重要的(de)开花基因GmSPA3c。日前,相关研究成果在线发表在《中国科学:生命科学》上。

我(wo)国是(shi)大豆起源地,国家农作物种质资源库内收集了4万余份大豆种质资源,无论从数量还是(shi)多样性上,在世界范围内都是(shi)最为丰富的(de)。研究团队(tuandui)(dui)前期构建(jian)的(de)可代表我(wo)国大豆种质资源遗传多样性的(de)初选核心种质为解析大豆地理扩张与育种的(de)全基因组特征奠定了材料基础。

为了对(dui)包含早期驯化、种植区域扩展和遗传改良在内的(de)大豆进化史进行解析,研究团队(tuandui)(dui)以构建(jian)的(de)初选核心种质为主,选取了2214份具有代表性的(de)大豆种质资源,并利用基于基因组重测序的(de)遗传变异信息进行了系统发育树、种群结构和种群历史分析,研究提出了野生和栽培大豆的(de)进化路线包括四个阶段。第一阶段对(dui)应于野生大豆从我(wo)国南部向北部的(de)扩张,第二阶段是(shi)地方品种在我(wo)国黄河流域的(de)驯化过程,第三阶段是(shi)地方品种从我(wo)国黄河流域向南、向北扩张,第四阶段是(shi)当地改良过程。研究发现,在大豆地方品种的(de)扩张中,遗传渗入主要来自当地(同域)的(de)野生大豆种群,而非异域野生大豆种群,这表明当地野生大豆的(de)遗传渗入促进了当地地方品种的(de)适应性。

研究还鉴定到在野生大豆的(de)扩散、驯化、地方品种的(de)扩张和随后的(de)改良过程中受到选择的(de)基因组信号。考虑到花期在大豆传播和适应中的(de)重要性,研究人(ren)员着重对(dui)花期调控通路中的(de)候选基因进行了分析,结果表明,花期的(de)适应是(shi)一个连续的(de)过程。通过基因编辑,研究人(ren)员验证了GmSPA3c基因具有花期调节的(de)功能,推测其是(shi)经典开花基因E7的(de)候选功能基因。该研究通过解析大豆地理扩张与育种的(de)全基因组特征,揭示了大豆的(de)进化历史,为规模化发掘优异基因资源、定向培育新品种奠定了基础。 【编辑:陈文韬】

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