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新研究揭示了甜瓜基因组的基因组结构

来自意大利和西班牙的一组遗传研究人员完成了对七个甜瓜品种基因组的第一次综合分析。

韩国瓜(Cucumis melo L. var.makuwa)。 图片来源:D。Hutchman / CC BY 2.0。

科学家证明,高度栽培和繁殖的品系表现出最少的多样性,野生瓜是最多样化的。

他们的研究在线发表在“分子生物学和进化”杂志上,描述了超过430万个单序列DNA变体,以及重要数量的结构变异,包括缺失,倒位,重复和移动元素运动。

“这项研究揭示了甜瓜基因组的高度可塑性,并为未来的分析铺平了道路,以解决甜瓜育种目标,如提高水果质量,或抵抗病虫害,”研究资深作者Josep Maria Casacuberta博士说。来自西班牙巴塞罗那农业基因组学研究中心。

“从更广泛的角度来看,需要进行这样的研究,以培育新的植物品种,以应对农业方面的挑战,包括人口增长,土地和水资源短缺,以及气候变化的未来影响。”

总体而言,Casacuberta博士及其合作者发现了可能受DNA结构变异影响的902个基因,其中53个基因被推定参与抗病性(29),细胞壁代谢(10),香气挥发物代谢(9),糖代谢( 4)和类胡萝卜素的生物合成(1)。

移动元素,称为转座子的基因跳跃结构,在最近的甜瓜进化过程中非常活跃,该研究报告了许多转座子插入,这些插入可能与重要农艺性状的变异性有关,甚至在两个密切相关的精英品系之间也是如此。

“代表物种多样性的7个甜瓜品种中发现的变异性,包括野生种质和高品种品系,相对较高,部分原因是某些谱系明显不同。多样性在基因组中非均匀地分布,在染色体的极端处较低并且在周围区域中较高,这与在功能区域上纯化选择和重组力的效果相容。此外,这种可变性在精英品种中大大减少,可能是由于在育种过程中的选择,“科学家说。

“我们发现一些染色体区域显示出优良品种与其他品种的高度差异,这可以被认为是强烈选择的候选区域。”

“我们的数据还表明转座子和SV可能是甜瓜变异的重要部分的起源,这突出了分析所有类型的遗传变异以理解作物基因组进化的重要性。”

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