由*遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所、深圳華大基因研究院及亞利桑那大學(xué)等單位合作完成的短花藥野生稻基因組學(xué)研究成果，3月13日在《自然—通訊》（Nature Communications）雜志上在線發(fā)表。本研究為稻屬的比較、進(jìn)化和功能基因組學(xué)研究提供了寶貴資源。
稻屬含有兩個(gè)栽培稻和20多個(gè)野生稻，而野生稻蘊(yùn)含著寶貴的基因資源。短花藥野生稻是稻屬中與水稻親緣關(guān)系較遠(yuǎn)的一類野生稻，具有對(duì)多種水稻病原菌和一些非生物脅迫較好的抗性。同時(shí)，短花藥野生稻具有稻屬zui小的基因組，結(jié)合其在進(jìn)化樹(shù)中的特殊位置，可能保持著較為接近稻屬祖先基因組的狀態(tài)。因此，通過(guò)比較短花藥野生稻、水稻及其他野生稻的基因組，研究者可以獲得稻屬進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生的基因組變異的信息，從而更加準(zhǔn)確的理解水稻基因組的結(jié)構(gòu)和進(jìn)化過(guò)程。
本研究利用新一代測(cè)序技術(shù)測(cè)定了高質(zhì)量的短花藥野生稻（O.brachyantha）全基因組序列（大小約為261Mb），并結(jié)合BAC末端以及物理圖的數(shù)據(jù)，將96%的基因組序列定位到12條染色體上。通過(guò)比較基因組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，在短花藥野生稻基因組中，轉(zhuǎn)座子的活性較低并不斷的從基因組中被刪除，從而導(dǎo)致該基因組維持較小的狀態(tài)；此外，水稻基因組中還存在著大量的基因重復(fù)，這些基因可能是通過(guò)串聯(lián)基因重復(fù)或者基因轉(zhuǎn)移的機(jī)制在基因組中不斷進(jìn)行擴(kuò)增。通過(guò)分析短花藥野生稻和水稻基因組中的異染色質(zhì)區(qū)域，研究人員發(fā)現(xiàn)基因重復(fù)不僅可以增加基因的拷貝，同時(shí)這些冗余的序列還可以作為重復(fù)序列擴(kuò)增的熱點(diǎn)，這對(duì)異染色質(zhì)的形成和維持有著重要意義。
華大基因該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人黃銓飛表示：“本研究揭示了稻屬基因組進(jìn)化，特別是在基因組大小、基因移動(dòng)和異染色質(zhì)進(jìn)化等方面新的分子機(jī)制。未來(lái)，稻屬將會(huì)有更多的代表性物種基因組序列公布，這將使稻屬成為一個(gè)更好的從事植物功能和進(jìn)化基因組學(xué)研究的系統(tǒng)。”
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