記者從中國(guó)農(nóng)科院獲悉，近日，該院蔬菜花卉研究所分子設(shè)計(jì)育種團(tuán)隊(duì)與荷蘭瓦赫寧根大學(xué)植物育種組合作，首次系統(tǒng)揭示了同源置換（HE）在異源多倍體蕓薹屬蔬菜馴化中的關(guān)鍵作用。相關(guān)研究成果日前發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊《基因組生物學(xué)（Genome Biology）》上。

多倍化是植物進(jìn)化中的重要驅(qū)動(dòng)力，尤其在蕓薹屬蔬菜（如油菜、芥菜）的物種分化與馴化中發(fā)揮著重要作用。在異源多倍體中，由不同亞基因組之間發(fā)生的HE現(xiàn)象能夠引起基因組結(jié)構(gòu)變化，從而導(dǎo)致基因表達(dá)和表型多樣性。然而，HE事件在植物適應(yīng)性和馴化中的具體機(jī)制尚不清楚。

該研究通過對(duì)蕓薹屬異源多倍體甘藍(lán)型油菜中代表不同形態(tài)類型和生態(tài)型的材料的全基因組重測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，解析了HE在甘藍(lán)型油菜馴化過程中的作用。結(jié)果表明，HE事件在不同油菜種群和個(gè)體中廣泛存在，并且HE事件在近期油菜馴化過程中仍然發(fā)生。

研究進(jìn)一步表明，HE事件不僅影響了基因組結(jié)構(gòu)，還與油菜中不同形態(tài)類型和生態(tài)型的性狀多樣性相關(guān)，可能幫助這些作物適應(yīng)不同的環(huán)境和馴化需求。

該研究特別對(duì)蕪菁甘藍(lán)進(jìn)行深入研究，組裝出新的參考基因組，確認(rèn)了HE事件在其基因組中的重要信號(hào)。另外，HE事件影響了蕪菁甘藍(lán)開花時(shí)間調(diào)控以及根膨大發(fā)育相關(guān)的基因，提示這些HE置換基因組區(qū)域參與了蕪菁甘藍(lán)營(yíng)養(yǎng)發(fā)育以及根塊形成過程。

研究還發(fā)現(xiàn)，HE在另一異源多倍體蕓薹屬物種——芥菜馴化中也觀察到HE事件受到顯著的選擇，表明這一現(xiàn)象在多倍體作物的馴化中具有廣泛的適應(yīng)性和進(jìn)化意義。

據(jù)介紹，這些發(fā)現(xiàn)為油菜中不同類群的馴化和性狀形成提供了新的見解，也為未來的育種工作帶來了潛在的應(yīng)用價(jià)值。

該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目、蔬菜生物育種全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、荷蘭TKI項(xiàng)目以及國(guó)家留學(xué)基金委的資助。（工人日?qǐng)?bào)客戶端記者 黃哲雯）

編輯：孫震

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