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今天我们所吃的食物大部分是来源于植?育种的结果,人类改变了野生型植物种植作物。番茄(茄属植物lycopersicum)是一个全球经济重要的蔬菜作物,分布和植物生物学的一个重要模型系统和肉质水果发展研究。然而,人类选择改变了番茄基因组本身在很大程度上仍是个未知数。通过分析360年的基因组不同番茄登记入册,黄教授领导的一个国际研究小组散文,从蔬菜和花卉研究所的资深科学家,中国农业科学院(IVF-CAAS),提供见解基因番茄育种的历史。优秀的工作是2014年10月14日在线发表在《自然遗传学》。
在这项研究中,他们建造了一个单核苷酸决议番茄基因组变异地图组成的11620517高质量的单核苷酸多态性和1303213插入或删除。“遗传变异地图提供了广泛的遗传基础研究驯化,改进,散度和渐渗现象在番茄育种,”黄教授说散文。
研究番茄育种的历史包括驯化和改进,他们分析了330年红色果的登记入册包括茄属植物pimpinellifolium(PIM),s . l . var. cerasiforme(CER),和美国lycopersicum(大),它代表的野外,分别改进,目前种植西红柿。在整个基因组水平,PIM的核苷酸多样性(3.23×打出)远高于CER(1.74×打出)和大(0.73×打出)。通过扫描基因组区域大幅减少的核苷酸多样性与PIM CER(πPIM /πCER,驯化清洁工)以及CER -大(πCER /πBIG,改进清洁工),他们发现了186年驯化(占用64.6 Mb,8.3%)和133改进清洁工(占用54.5 Mb,7.0%)的基因组组装。这个团队发现现代番茄果实的进化路径已经成为比他们的祖先~ 100倍。五个相关基因和水果质量的增大导致番茄果实在进化过渡从PIM到CER和13个基因提供第二轮的水果在从CER过渡到大扩大。
一般来说,big-fruited西红柿是培育新的消费或处理。全基因组遗传基础的底层之间的分歧新鲜和加工番茄是第一次利用。研究人员发现的现代加工番茄的主要基因签名严厉批评的很大一部分染色体5包含几个基因控制可溶性固形物和坚定的水果特征对现代加工番茄至关重要。使用全基因组关联研究(GWAS),研究人员发现致病变种,赋予粉色水果的颜色,可以用来繁殖粉红色的番茄。
不仅缩放成三组之间的差异,研究人员还精确的可视化与野生基因渗入相关链接拖(疾病耐药基因,R基因)。“既然我们已经理解这些大型野生基因渗入的精确尺寸和位置,可以努力开发分子标记来克服链接拖到额外的野生种质资源的潜力最大?。”黄强调。
转达了在这项研究中一个重要信息是,人为过程,尽管他们贡献番茄驯化,导致附近的固定的一大部分番茄基因组。渐渗现象和相关链接拖着***同占据近25.6%的番茄基因组,这成为阻碍进一步的改善。黄解释道,“这里的基因组序列和变异地图生成将促进有利的特征基因的分离从嵌入式清洁工和链接拖罕见的重组或可能通过基因组编辑。”
“成就和历史选择的成本是***存,番茄基因组的新底盘设计需要克服这些不利影响。“团队有信心未来由基因组辅助育种和解释”来克服这一限制,育种者需要variome-guided选择由基因或基因组编辑可以促进信息。”