遗传 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (11): 0-1037-3.

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Nature Genetics | 小麦属全基因组遗传变异图谱揭示小麦适应性进化关键机制

鲁非   

  • 出版日期:2020-11-20 发布日期:2020-11-24

  • Online:2020-11-20 Published:2020-11-24

摘要: 小麦是人类历史上最为成功的作物之一,在短短的1万年间,从地区性的野生植物迅速转变成为全世界种植面积最广的作物,小麦对自然环境和人类粮食需求两方面同时成功适应的遗传机制尚不清楚。中国科学院遗传与发育生物学研究所鲁非研究组和焦雨铃研究组合作,对小麦属(Triticum)和粗山羊草属(Aegilops)的25个小麦近缘亚种进行全基因组测序,构建了小麦属全基因组遗传变异图谱(2020年10月26日在线发表,doi:doi.org/10.1038/s41588- 020-00722-w)。研究发现来自小麦近缘种的复合基因渗入贡献了小麦基因组的4%~32%,极大地增加了小麦的遗传多样性,使其在世界范围内具有广泛的环境适应性。同时,该研究还发现不同倍性、不同地域的小麦属品种,甚至整个禾本科作物,已经在长期的人工选择过程中产生了趋同进化的特征,部分同源基因反复经历独立的人工选择,成为小麦在不同环境下塑造重要农艺性状、保持产量稳定的关键。该研究结果一方面说明了增加作物遗传多样性对于应对气候变化威胁、保障粮食安全的重要意义;另一方面证明了进化限制对物种性状形成的重要影响,阐明了利用适应性进化基因进行跨物种遗传研究的巨大潜力,为加速小麦和其他作物的遗传改良提供了全新的思路。