CGM 第159期: 苎麻基因组演化特征及纤维性状驯化改良主题封面

CGM 第159期: 苎麻基因组演化特征及纤维性状驯化改良

同一种苎麻,纤维生产与饲草利用为何需要不同育种目标?报告比较野生和栽培苎麻的基因组,结合性状定位与表达证据,追踪纤维形成相关基因的驯化选择。
刘头明

研究员,博士生导师,麻类研究所南方饲料作物资源与利用研究室副主任。2009年毕业于华中农业大学,获得理学博士学位,之后一直在中国农业科学院麻类研究所工作,主要从事苎麻、大蒜生物学及其饲料化利用研究。先后主持国家自然科学基金等科研项目10余项,获各类科技成果奖3项,其中以第一完成人获得湖南省自然科学奖1项,以第一或通讯作者在Molecular Plant等杂志发表论文35篇,论文被引1000余次。2016年入选中国农业科学院青年英才计划。

报告亮点:

  1. 基因组和变异组分析解析苎麻基因组演化特征
  2. 结合纤维性状基因的挖掘,探究苎麻驯化过程中纤维性状选择印迹。

报告简介: 苎麻是我国特有的纤维作物,在我国已有数千年的种植历史。此外,苎麻嫩茎叶粗蛋白含量高(~20%),且具有生物产量大、可多茬收割等优点,近年来在我国南方地区也被用作优质饲草作物;但苎麻作为饲草,其纤维含量过高会显著影响其饲草加工和动物采食性能。因此,解析苎麻纤维形成机制,对于定向选育高纤维纤用苎麻或低纤维饲用苎麻均具有重要的意义。分类学、遗传学等证据均表明栽培苎麻是从野生苎麻(Boehmeria nivea var. tenacissima)驯化而来,但野生苎麻纤维产量并不高。可见,在栽培苎麻驯化过程中,纤维发育相关基因受到了重点选择。然而,有关栽培苎麻的驯化分子机制,当前仍不清楚。 我们研究团队测序组装了野生种“青叶苎麻”和栽培种“中饲苎1号”基因组,得到两个高质量的基因组。通过序列比较发现两个基因组存在大量序列变异,另外在野生和栽培种鉴定到一些物种特有的基因家族。我们进一步对14个野生苎麻种和46个栽培种进行重测序,并构建了苎麻的基因组变异图谱。结合转录组表达分析,遗传群体QTL定位及选择性清除分析等,发现了多个与纤维产量相关的基因组片段具有清晰的驯化选择印迹。

参考文献

  1. Yanzhou Wang, Fu Li, Qiaoyun He, Zhigui Bao, Zheng Zeng, Dong An, Ting Zhang, Li Yan, Hengyun Wang, Siyuan Zhu, Touming Liu. Genomic analyses provide comprehensive insights into the domestication of bast fiber crop ramie (Boehmeria nivea). The Plant journal : for cell and molecular biology. 2021;107(3):787-800. DOI: 10.1111/tpj.15346

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