科學(xué)家破解蔬菜馴化的秘密與植物亞基因組有關(guān)

2017-03-12 15:00:50　　來源：360常識(shí)網(wǎng)　　熱度： ℃

導(dǎo)語(yǔ)：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所王曉武科研團(tuán)隊(duì)，對(duì)白菜和甘藍(lán)兩類蕓薹屬作物的馴化進(jìn)行了深入研究，揭示了馴化與古多倍化形成的亞基因組的關(guān)

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所王曉武科研團(tuán)隊(duì)，對(duì)白菜和甘藍(lán)兩類蕓薹屬作物的馴化進(jìn)行了深入研究，揭示了馴化與古多倍化形成的亞基因組的關(guān)系，相關(guān)研究結(jié)果于8月15日在線發(fā)表于《自然·遺傳》(NatureGenetics)上。

白菜和甘藍(lán)類蔬菜是我國(guó)百姓餐桌上最常見的蔬菜。這兩類蔬菜最大的特點(diǎn)就是類型極其豐富多樣。白菜類常見的有大白菜、小白菜、蕪菁、菜心，而甘藍(lán)類常見的蔬菜則包括結(jié)球甘藍(lán)、苤藍(lán)、羽衣甘藍(lán)、芥藍(lán)、花椰菜、青花菜、孢子甘藍(lán)等。但是這兩個(gè)物種為什么能被馴化出如此多樣的類型一直是一個(gè)待解的難題。此外，這兩個(gè)重要物種還有一個(gè)特別有趣的現(xiàn)象。雖然是兩個(gè)物種，但是在500年前中國(guó)人將白菜馴化出結(jié)球大白菜，歐洲人將甘藍(lán)馴化出結(jié)球甘藍(lán);2000年前歐洲人將白菜馴化出根膨大的蕪菁，而500年前歐洲人將甘藍(lán)馴化出莖膨大的苤藍(lán)。為什么兩個(gè)物種，經(jīng)過我們祖先獨(dú)立的馴化，都能形成葉球或者膨大根(莖)這樣非常相似的性狀也一直是長(zhǎng)期困擾科學(xué)界的一個(gè)謎題。通過分析選擇信號(hào)與亞基因組的關(guān)系，研究人員獲得兩個(gè)重要發(fā)現(xiàn)。第一，亞基因組的存在促進(jìn)了結(jié)球性狀、根(莖)膨大等性狀的馴化，進(jìn)而形成器官形態(tài)的多樣性。第二，同源基因的平行選擇是導(dǎo)致不同物種馴化形成類似產(chǎn)品器官的重要原因。

為了解開上述謎題，王曉武研究員團(tuán)隊(duì)完成了白菜和甘藍(lán)類蔬菜作物代表材料的基因組重測(cè)序，構(gòu)建了白菜和甘藍(lán)類蔬菜的群體基因組變異圖譜。分別確定了一大批白菜和甘藍(lán)葉球形成與膨大根(莖)馴化選擇的基因組信號(hào)與相關(guān)的基因。研究獲得了白菜和甘藍(lán)類蔬菜作物全基因組的大量變異，確定了一批與白菜類和甘藍(lán)類蔬菜葉球形成和根(莖)膨大有關(guān)的重要基因，為加快白菜類與甘藍(lán)類蔬菜分子育種奠定了重要基礎(chǔ)。