变异基因组研究揭示番茄由小到大的秘密

    中国农业科学院蔬菜花卉所研究员黄三文领导的国际番茄变异组研究团队通过对世界各地的360份番茄种质进行了重测序分析,构建了完整的番茄遗传变异组图谱,为揭示番茄的进化历史、基因挖掘和分子育种奠定了基础。最新研究成果以长篇幅论文在线发表于10月13日的《Nature Genetics(自然•遗传学)》杂志。该研究是继2012年《Nature》发表番茄全基因组序列图后取得的另一重要成果,来自中、美、法、意、以和瑞士的多个研究团队联合对番茄展开了更为全面和深入的探索。

变异基因组研究揭示番茄由小到大的秘密

    番茄起源于南美洲的安第斯山脉,随着人类迁移和驯化逐渐传到中美洲和墨西哥一带,16世纪传到欧洲,在随后的几百年中番茄被传播到世界各地。如今番茄已经成为品种多样、世界各地普遍种植的第一大蔬菜作物。据联合国粮农组织统计,全球番茄的总产值为550亿美元。在科研上,番茄也是研究植物遗传、发育和生理的高等模式植物。
    今天我们食用的大果栽培番茄是由野生番茄驯化而来的。在长期的驯化过程中,野生番茄果实在重量、颜色、形状等方面发生了显著变化。野生番茄果实非常小,重量仅1-2克,而现代栽培番茄的果重是其祖先的100多倍。然而,番茄人工驯化过程一直未有全面研究。通过群体遗传学分析,该研究揭示了番茄果实变大经历了从醋栗番茄到樱桃番茄再到大果栽培番茄的两次进化过程,在此过程中分别有5个和13个果实重量基因受到了人类的定向选择。
    番茄走出南美山脉以后,在世界各地得到广泛种植,并随着不同的消费习惯产生了不同类型的分化。研究团队通过比较不同番茄群体的基因组差异,发现第5号染色体是决定鲜食番茄和加工番茄(主要用于生产番茄酱)差异的主要基因组区域,此区域含有多个控制番茄可溶性固形物和果实硬度的基因,这些基因赋予了加工番茄显著的特征。此外,通过全基因组关联分析,发现了决定粉果果皮颜色的关键变异位点,此位点的变异导致SlMYB12基因启动子区域的缺失,进而影响该基因的表达,从而使得成熟的粉果番茄果皮中不能积累类黄酮。我国北方消费者偏好粉果番茄,这一发现为培育粉果番茄品种提供了有效的分子育种工具。
    在现代番茄育种中,野生种质资源被广泛地应用。通过比较基因组学,研究团队准确地界定了野生番茄基因组片段在栽培番茄基因组中的位置和长度。分析发现,番茄的驯化和野生资源的利用共导致了约25%(约2亿个碱基)的基因组区域被固定,这严重限制了番茄的进一步改良。有了变异组提供的1100多万个分子标记,今后育种有可能突破这一限制,进一步拓展番茄育种的空间。
    在番茄商品化育种中,由于强调追求高产和耐储运等商业品质,番茄风味品质下降了,消费者抱怨番茄的味道越来越淡了。在番茄变异组大数据的基础上,黄三文团队正和美国科学院院士Harry Klee 教授领导的番茄品质育种团队紧密合作,将阐明影响番茄风味的20多种挥发性物质的代谢和积累的机理,为培育更加美味的番茄提供新的工具。
    “植物育种的历史写在基因组里。‘温故而知新’,变异组将为未来番茄育种指明了方向。变异是遗传育种的基础,后续研究将进一步阐明番茄重要农艺性状的遗传和分子机理,并为全基因组设计育种打下坚实的基础”,黄三文研究员说。
    该研究是中国农业科学院蔬菜花卉研究所功能基因组创新团队近年来在《Nature》、《Nature Genetics》、《PNAS》、《PLoS Genetics》等刊物上发表多篇研究论文后,又一次在国际知名杂志发表的重要研究成果。蔬菜所所长杜永臣认为必须借助基因组学研究,努力提高我国蔬菜育种的核心竞争力,促进民族种业的跨越性发展。
    本研究得到了国家“973”计划、国家杰出青年科学基金、“863”计划、农业部和中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。深圳市政府和大鹏新区政府对本项目的开展也提供了有力支持。

版权声明:本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容, 请发送邮件至 举报,一经查实,本站将立刻删除。

(1)
上一篇 2022年5月16日 上午11:20
下一篇 2022年5月16日 上午11:22

相关推荐

  • 科研项目保密特点

    科研项目保密特点 随着科技的不断发展,科研项目保密性变得越来越重要。科研项目保密性是指在科研项目开展过程中,对科研项目的机密信息进行有效的保护,防止机密信息泄露、损失或破坏。以下是…

    科研百科 2025年2月14日
    2
  • 保研看科研吗(保研科研项目能查出来么)

    保研科研项目能查出来么 随着保研政策的不断出台,许多学生开始关注科研项目的真实性和可靠性。科研项目是学生展示科研能力、提高综合素质的重要方式之一,同时也是获得保研资格的必要条件之一…

    科研百科 2024年8月1日
    42
  • 高举党建旗帜、推行精益管理:“红色引擎”激发康佳增长新动能

    央广网北京8月5日消息 党的十八大以来,国资央企持续深入贯彻重要讲话精神,在完善公司治理中切实加强党的领导,全面压实党建工作责任,发展质量大幅提高。 推动党建工作和业务工作的深度融…

    科研百科 2023年1月2日
    309
  • 科研项目试验费包括

    科研项目试验费包括的内容通常包括以下几个方面: 1. 设备费用:科研项目中通常会购买一些实验设备,这些设备的成本通常是项目中的一个重要部分。这些设备的价格可能包括设备本身的价格,也…

    科研百科 2025年3月7日
    2
  • 科研项目角色有哪几种

    科研项目的角色有多种,包括研究人员、工程师、科学家、实验员等。这些角色在科研项目中扮演着不同的角色,并负责完成不同的任务。 研究人员负责研究项目的理论和实证研究,探索项目的研究方向…

    科研百科 2025年5月27日
    0
  • 信息管理系统算项目吗

    信息管理系统是项目管理中的重要组成部分,能够提高组织的信息处理能力和效率,从而促进组织的发展。因此,信息管理系统可以被看作是一个项目。 信息管理系统是一个复杂的系统,需要考虑多个方…

    科研百科 5天前
    0
  • 项目在线管理系统

    项目在线管理系统 项目在线管理系统是一种现代项目管理工具,可以帮助企业或组织实现对项目的全面管理。它提供了各种功能,包括项目计划、进度跟踪、任务分配、风险管理、成本分析、质量管理和…

    科研百科 2024年12月19日
    0
  • “最强党支部”风采录丨党建聚力,打造“党建+政务服务”新标杆

    近年来,东胜区行政审批和政务服务局突出党建引领,注重改革创新,以政务服务大厅为载体,聚焦企业和群众办事难、办事慢,多头跑、来回跑等问题,扎实推进各项改革措施,全面优化营商环境,行政…

    科研百科 2024年6月25日
    80
  • 新疆乌苏市市场监管局强化党建引领加强药械销售监管(药械监管工作亮点)

    中国质量新闻网讯 连日来,新疆维吾尔自治区乌苏市市场监管局强化党建引领,成立党员先锋队深入推进“春雷行动2023”,切实加强药品销售监管。 该局一方面重点检查药械购进渠道是否合法有…

    科研百科 2023年7月5日
    257
  • 定制化CRM:为您的企业量身打造的客户关系管理解决方案(定制化是什么意思)

    随着市场竞争的日益激烈,客户关系管理已成为企业成功的关键因素。然而,传统的通用CRM系统往往无法满足企业的个性化需求,使得企业难以实现真正的客户关系管理。因此,定制化CRM应运而生…

    科研百科 2024年5月2日
    83