全球首个青稞基因组图谱发布

　　央广网深圳1月14日消息(记者郑柱子 通讯员刘旭林)1月13日,全球首个青稞基因组图谱正式绘制成功,其研究成果在线发表在PNAS杂志上。这是继小麦基因组(A,D)、大麦基因组物理图,国际小麦家族基因组研究工作的又一个里程碑式的进步,给未来麦类作物的改良以及其他高原作物的研究工作提供了宝贵的参考资料。

　　青稞,在西藏语中称为Ne,在分类学上是一种裸大麦。和其他大麦不同,青稞经过藏族人民长达3500~4000年的驯化栽培,已经完全适应了极端的高原气候,成为了藏族人民的主食。西藏地区的青稞种植面积占西藏耕地面积的70%。现在,西藏是世界青稞的驯化和多样化品种栽培中心之一。

　　为揭示青稞的高原适应性机制,解读其起源、驯化及栽培选育过程,西藏自治区农牧科学院,西藏自治区大麦和牦牛培育重点实验室,中国科学院,深圳华大基因研究院,华大科技等在内的众多研究单位,于2012年正式启动了青稞基因组研究合作项目。

　　2015年,该研究对青稞的西藏地方品种Lasa Goumang 进行了全基因组测序及图谱绘制。研究采用全基因组鸟枪法测序,对西藏的地方品种青稞Lasa Goumang 进行了全方位解读。据估计,青稞基因组大小约为4.5Gb,本次研究所构建的青稞基因组图谱大小为3.89Gb,共占青稞基因组的87%,包含了39,197个蛋白编码基因。

　　随后,研究人员将青稞基因组和其他的禾本科作物基因组进行了比对,结果发现青稞约于1700万年前从粗山羊草(小麦D),乌拉尔图小麦(小麦A)以及冬小麦中分离出来。研究人员进一步分析发现,现代青稞基因组中仍然有大量的序列同粗山羊草(小麦D),乌拉尔图小麦(小麦A)和短柄二叶草相似,其相似基因家庭数目高达18,849个。

　　研究人员又进一步对青稞的高原适应性和人工选择情况进行了研究。通过对10株野生和栽培青稞品种的重测序,研究人员发现,野生青稞品种的SNP数目是栽培青稞的2倍,这说明人工选育过程给青稞品种带来了基因瓶颈。而对于人们最感兴趣的,青稞的高原适应性机制问题,研究人员也做了专门的研究,并发现了一系列在青稞品种中发生了正向选择的基因家族。如,调节转录过程的基因家族,激活转录因子的基因家庭,防御反应相关的基因家庭等都得到了大量的扩张,这些基因家族的扩张使得青稞在面对高原的恶劣环境时具有更大的调节弹性,从而具有更好的适应性。