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研究发现大型染色体互换是香蕉驯化的关键

香蕉是热带地区最重要的主要作物之一,在远距离运输时非常谨慎,以满足世界的胃口。今天,世界上超过一半的香蕉来自单一的卡文迪什品种,它们可能越来越容易受到威胁其生计的真菌的影响,例如毁灭性的巴拿马病。

研究发现大型染色体互换是香蕉驯化的关键

这就是为什么科学家们渴望了解其基因组的奥秘。卡文迪什果实没有种子,没有性繁殖(因此在遗传上是相同的),并且有三组染色体(三倍体),这使得它的基因组很难排序。

卡文迪什香蕉的起源来自几个Musa acuminata亚种,这些亚种在不同的东南亚地区和岛屿地理位置分离后发散。与其他驯化作物一样,人们认为人类迁徙有助于导致亚种和杂交种的出现,从而导致生育力下降 - 但他们以其果肉丰富,种子含量低的美味水果而受到珍视。

2012年,CIRA法国研究所和法国国家测序中心的AngéliqueD'Hont小组完成了M. acuminata的参考基因组。现在,他们可以利用新一代测序工具更好地探索香蕉基因组。帮助育种计划的最终目标是生产更坚硬,更抗病的香蕉。

使用各种测序和生物信息学工具,染色体成像和PCR技术,他们首次确定了一个大的染色体交换,涉及染色体1和4上的两个区域,并表明它可以阻止其后代中DNA的正确重组。 。

当他们追踪这些结构的遗传时,他们发现重排的染色体交换优先传递给后代。

他们的研究结果对农业很重要。在测试的三倍体品种亚组的一​​半中发现了该结构,突出了这种新的染色体结构在香蕉作物中的实质性贡献。

“值得注意的是,这种结构是在卡文迪什的甜点香蕉小组中发现的,它占全球香蕉产量的一半以上,”D'Hont说。

“这必然是降低肥力和三倍体品种形成的重要因素,因此,在香蕉驯化中。实际上,三倍体是香蕉农艺性能最有效的倍性水平。这些特征产生了更有活力的植物,较大的果实和较高的不育性,导致果实中完全没有种子。“

这些新发现可用于香蕉作物的育种计划,以对抗可怕的巴拿马病。“通过选择适当的父母组合,这种知识可以被用来促进重组或修复重排区域的等位基因组合,”D'Hont说。“我们期望在未来发现更多这些变异,这将有助于控制控制香蕉特征的基因之间的重组。”

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