近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所數(shù)量遺傳創(chuàng)新研究組與墨西哥國際玉米小麥改良中心合作，借助高通量測序技術(shù)與全球氣象環(huán)境因子系統(tǒng)解析近千份玉米基因組，揭示玉米在進(jìn)化和傳播過程中的自然選擇與適應(yīng)的生物學(xué)過程。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《分子生態(tài)學(xué)》上。
9000年前玉米起源于墨西哥南部，在美洲大陸傳播后被哥倫布帶回歐洲，之后傳遍世界，成為人類的主要糧食作物之一。在傳播過程中，經(jīng)歷不同溫度、熱輻射、降雨量等氣候環(huán)境的篩選，玉米仍舊“幸存”。然而研究表明，全球變暖將導(dǎo)致玉米大幅減產(chǎn)，2050年其全球產(chǎn)量可能縮減25%，對其遺傳多樣性的保持帶來巨大壓力。
研究人員利用特征值全基因組關(guān)聯(lián)分析，對來自20個(gè)國家的1143份大芻草、熱帶玉米地方品種、熱帶玉米自交系和溫帶玉米自交系等進(jìn)行了系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)了13個(gè)受選擇的基因組區(qū)間，其中10個(gè)區(qū)間為首次發(fā)現(xiàn)；結(jié)合7個(gè)氣象環(huán)境因子，環(huán)境全基因組關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明，其中2個(gè)區(qū)間與環(huán)境變化相關(guān)。
研究還提出了玉米的多基因適應(yīng)模型，豐富了環(huán)境變化對玉米適應(yīng)性影響的理解。利用該模型能更好地鑒定適應(yīng)性位點(diǎn)和預(yù)測表型變異，對于解析作物適應(yīng)性的遺傳基礎(chǔ)、開發(fā)廣適新品種具有重要指導(dǎo)意義。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1111/mec.15169
