近日，中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所賈繼增研究員主導的研究團隊在小麥D基因組測序研究中又取得新進展，該研究揭示了轉(zhuǎn)座子（TE）在小麥基因組中的重要功能，研究成果將極大加速小麥重要基因克隆和分子育種研究。相關(guān)研究論文于2017年11月20日在線發(fā)表在《自然—植物（Nature Plants）》期刊上。
小麥是世界上重要的農(nóng)作物之一，基因組巨大而且復(fù)雜，和其它作物相比轉(zhuǎn)座子含量特別高，基因組超大，這使得小麥基因組測序組裝異常困難。粗山羊草是小麥D基因組供體種，對小麥品種改良非常重要。該研究團隊在2013年完成了粗山羊草基因組草圖的繪制工作，研究成果在《自然（Nature）》上發(fā)表。該文發(fā)表后在全世界上產(chǎn)生了很大影響，4年多來已被引用412次，成為小麥研究領(lǐng)域的高引論文之一。然而由于當時技術(shù)條件的限制，組裝的水平有限，因而影響了研究的深入與基因組信息的利用。
近年來，該團隊利用二代、三代等測序技術(shù)與最新的組裝技術(shù)，對D基因組重新測序與組裝，將組裝質(zhì)量提高210 倍，完成了染色體級別的D基因組精細圖譜的繪制。利用高質(zhì)量的組裝結(jié)果，準確地進行了基因注釋，構(gòu)建了基因分布圖、基因表達圖、假基因分布圖、重復(fù)序列分布圖、甲基化分布圖、重組率分布圖和smallRNA分布圖。研究發(fā)現(xiàn)，粗山羊草基因組中有一批基因在近期發(fā)生了復(fù)制。研究還重點分析了轉(zhuǎn)座子對基因組結(jié)構(gòu)、基因復(fù)制、假基因形成與基因表達的影響，發(fā)現(xiàn)有近1/2的基因中攜帶有TE，是已測序基因組中攜帶TE基因最多的物種，也是迄今為止報道的假基因數(shù)量最多的物種。TE通常還抑制基因的表達。該研究還首次把近30年來三代分子標記和之前檢測到的重要農(nóng)藝性狀基因和QTL定位到小麥D基因組上，獲得一個完整的整合圖譜。
該研究得到了國家重點研發(fā)計劃(2016YFD0101004）、國家自然科學基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程和青年千人計劃啟動資金等項目資助。中國農(nóng)科院作科所趙光耀副研究員、鄒棖副研究員等為本文共同第一作者，作科所賈繼增研究員、孔秀英研究員、毛龍研究員等為共同通訊作者。（通訊員 巫祥云）
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